Отражение, рассеяние и преобразование акустических волн движением границ в активных кристаллах

• Автор: Шевяхов, Николай Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 396 с. : ил

Содержание
Введение

1 Акустоэлектронные эффекты отражения акустических волн

1.1 БН-волны в пьеэополупроводнике с дрейфом при произвольном уровне связности мод

1.2 Граничная задача отражения БН-волны контактом пьеэо- и пьеэополу-проводнихов класса 6 (4, 6шт, 4тт)
1.3 Акустооікктронноевзаим(діействие при отражении БН-водны границей лъеэоалехтрях -полупроводник с дрейфом

1.3.1 Структура яьеэоэлектрнк-зазор-полу проводник

1.3.2 Отражение БН-водн контактом льеэоэлектрнк-полупроводник .

1.3.3 Эдектроэвуховая объемно -поверхностная водна

1.4 Отражение БН-волны границей диэлектрик-пьеэополупроводник

2 Рассеяние БН-волн включ ениями в пьезоэлектрических кристаллах

2.1 Решение граничной задачи рассеяния БН-волны ньеэаподуяравааиижо-вым цилиндром с азимутальным током дрейфа
2.1.1 Цилиндрические БН-волны в пьеэооопупроводннке с током дрейфа
2.1.2 Сопряжение полей на цилиндрической границе пьеэололупро-водннкас азимутальным током дрейфа
2.1.3 Формулировка к построение решения граничной задачи
2.2 Влияние предельного льезооффехта на рассеяние БН-волны цилиндрической полостью
2.3 Дифракционный вклад электрозвуковыя воли в рассеяние на высоких частотах
2.4 Рассеяние БН-воли полостями при специальных видах пъеэоактивиости
2.4.1 Рассеяние полостью в среде с индуцированным пьезоэффектом .

2.4.2 Влияние поперечной ньезоахтивностн на акустическое рассеяние волн полостью
2.5 Влияние азимутального дрейфа в полупроводниковом цилиндре на рассеяние БН-волн
2.5.1 Изменение амплитудных коэффициентов парциальных волн под
влиянием проводимости и дрейфа
2.5.2 Интегральные показатели рассеяния ЗН-волны полупроводниковым цилиндром с током дрейфа
2.6 Резонансное усиление при рассеяния БН-волн
2.7 Рассеяние БН-волны полым пьезоэлектрическим цилиндром
2.7.1 Формулировка и решение граничной задачи
2.7.2 Спектральные особенности рассеяния ЯН-волн полым пьезоэлектрическим цилиндром
2.8 Эффекты запаздывания пьезополяризационных электрических полей
2.8.1 Электродинамическая поправка к сечению рассеяния Б 11-волны
полостью в пьезоэлектрике
2.8.2 Предельная добротность пьезокристаллических резонаторов
3 Отражение я рассеяние БН-волн в ферромагнитных кристаллах
3.1 Исходные уравнения магнмтоакустихи ферромагнетиков для БН-волн (распространение ортогонально статическому нолю)
3.2 Решение френелевсхой задачи отражения БН-ваян акустическим контактом ферромагнетиков
3.3 Анализ отражения БН-волн границами ферромагнитных кристаллов
3.4 Решение граничной задачи рассеяния ЭН-волны инородным ферромагнитным цилиндром
3.5 Рассеяние БН-волны цилиндрическом полостью ферромагнетика
3.5.1 Неваэаямность рассеяния БН-волн полостью ферромагнетика
3.5.2 Спектр сечения рассеяния БН-волны полостью ферромагнетика
3.6 Ферромагнитное рассеяние БН-воли
4 Аномальный эффект Госа-Хенхеяг
4.1 Диссипативная форма отрицательного смещения ограниченных пучков акустических волн
4.2 Аномальный эффект Госа- Хенхен в активных кристаллах
43 Эффект Госа-Хенхен для лучков изгибных волн в тонких пластинах .

4.4 Общие условия и эвристические признаки существования бездиссипа-
тмвной формы аномального эффекта Госа-Хенхен
5 Взаимодействие ЭН-волн с движущимися межфазными границами
5.1 Рефракция ЭН-води движущимися доменными границами сегиетоолек-
триков
5.].] Отражение ЗН.годны одиночной движущейся доменном границей
5.1.2 Взаимодействие ЭН-волн с движущимся полосовым доменом
5.1.3 Механическая аналогия ажустодоменного взаимодействия
5.2 Взаимодействие ЭН-волн с движущейся блоковском стенкой
5.2.1 Решение граничной задачи рефракции ЭН-волны движущейся блоковской стенкой
5.2.2 Угловые спектры отражения м двойного прохождения ЭН-волны движущейся блоковской стенки
5.2.3 Виртуальный резонанс в пределе прекращения взаимодействия волны с удаляющейся границей
5.3 Оценка резонансного вклада магнитной нелинейности ферромагнетика в акустодоменное взаимодействие ЭН-волны с движущейся доменной границей
5.4 Электрозвуковые поверхностные волны на движущихся доменных границах
5.4.1 Электрозвуксвые поверхностные волны на одиночной, движущейся 180-градусной ДГ
5.4.2 Электрозвуковая поверхностная волна, удерживаемая движущимся полосовым доменом
5.5 Сдвиговая поверхностная волна ва движущейся блохсшскай стенхе ферромагнетика
5.6 Вытекающая поверхностная волна Стоу нли на движущемся скачке акуо-тическнх параметров твердого тела
Заключение
Библиография

теории [65] аку стоэлектронного взаимодействия низкой электромеханической связью кристалла необходимо и потому, что в рефракционных взаимодействиях БН-вопн пьезоэффект наравне с упругими и плазменными свойствами определяет возможность резонансного отклика границы. Критичность резонансных условий к уровню электромеханической связи также вынуждает отказаться от ограничения его низкой величиной, что было характерно для ранних исследований [65- 67, 94, 102—104],[100].
Рассмотрим объемное распространение 8Н-волн в плоскости (001) пьеэопопу-провсщника класса 6(6тт,4,4шш) с током дрейфа носителей заряда. Пьезополупроводник полагаем монополярным и невырожденным с собственной проводимостью 11-типа. Ограничимся гидродинамическим описанием плазменных свойств пьезополупроводника, подразумевая выполнение условия к < / >< 1, где волновое число ЭН-волны, < I > - средняя длина свободного пробега электронов.
Идя волны БН-типа поляризации упругое смещение и можно представить в виде и = (0,0, и),« = и(х, у, (), где х, у - координаты в плоскости распространения, (-время. Из уравнений пьезоэффекта [11, 19, 49] в качестве ненулевых компонент тензора механических напряжений Тд и вектора индукции О в общеупотребительном к вазнстатическом приближении для описываемого электрического ноля получим
Г -Т &Ч> е &Ч> ПИ
— — Ох Их ~ Ну ’ ( }
Т„ = Тп = А^ + е14^ + в1,^, (1.2)
_ (1.3)
п а ! А*. Э<р . .
С, = 4т(е1В--еы-)-е—. (1.4)
Здесь А,е-упругий я диэлектрический модуль, е« - пьезомодуль продольного, а вц -поперечного пьеэоэффекта [340], <р - электрический потенциал.
К уравнениям (1.1)—(1.4) добавим уравнение движения упругой среды [11, 12, 19], представимое в виде
<УГхг дТ1г , .
Рд* = -Ъ+-Ъ’ (Ь5)
уравнение Пуассона
дО* ЭИ. ,
~д^ + ~д^ = ~4*еп ’ (16)
уравнение непрерывности для плотности тока j носителем заряда