Разработка методов улучшения параметров монокристаллических элементов акустоэлектроники на основе исследования анизотропии кристаллов

• Автор: Науменко, Наталья Федоровна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 261 c. : ил

ГЛАВА I. АКУСТИЧЕСКАЯ АНИЗОТРОПИЯ КРИСТАЛЛОВ

1.1. Особенности распространения акустических волн

в бесконечной пьезоэлектрической среде

1.2. Распространение акустических волн в пьезоэлектрическом полупространстве

1.3. Методы исследования акустической анизотропии

1.4. Акустические оси как особые направления в кристаллах

1.5. Особенности акустической анизотропии исследуемых кристаллов

Выводы

ГЛАВА 2. РАСПРОСТРАНЕНИЕ АКУСТИЧЕСКИХ ПУЧКОВ В АНИЗОТРОПНЫХ СРЕДАХ

2.1. Методы расчета дифракционных полей

2.2. Параболическое приближение для дифракции ОАВ

2.3. Квадратичные коэффициенты анизотропии как основные характеристики дифракции пучка ОАВ
2.4. Исследование анизотропии дифракционной расходимости пучков в кристаллах кварца, ниобата лития
и парателлурита
2.5. Особенности распространения акустических пучков вдоль направлений, близких к акустическим осям
2.6. Особенности дифракции ПАВ
Выводы
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИПОВЕРХНОСТНЫХ ВОЛН
3.1. Анализ приповерхностных волн на основе расчета эффективной диэлектрической проницаемости по-

верхности
3.2. Влияние граничных условий на распространение приповерхностных волн.Особые волны
3.3. Особые волны в кристаллах $сОг , Li Та 03 ,
Gc/JtfoOJj, Те Ог
3.4. Исследование линий особых волн вблизи акустических осей касательного типа
3.5. Эффективность пьезоэлектрического возбуждения приповерхностных ОАВ встречно-штыревым преобразователем
Выводы
ГЛАВА 4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ НА ПАВ С УЧЕТОМ АКУСТИЧЕСКОЙ АНИЗОТРОПИИ МАТЕРИАЛА ЗВУК0-ПР ОВОДА
4.1. Анализ влияния акустической анизотропии материала звукопровода на выходные параметры устройств
на ПАВ
4.2. Методика выбора монокристаллов и поиска срезов
с оптимальными характеристиками
4.3. Методика компенсации дифракционных искажений в устройствах на ПАВ
4.4. Методы уменьшения ложных сигналов приповерхностных ОАВ
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

К основным задачам микроэлектроники и, в том числе, анусто-электроники, можно отнести повышение качества уотрейств, их надежности и функциональных возможностей, снижение их стоимости. Предельные значения параметров устройства определяются, прежде всего, свойствами звукопровода - основного элемента акустоэлек-тронных устройств, а среди свойств звукопровода важнейшая роль принадлежит акустической анизотропии. Поэтому задачи исследования акуотических характеристик кристаллов, анализа их влияния на параметры акустоэлектронных устройств и разработка методов ее учета при проектировании устройств актуальны, и их решение необходимо для дальнейшего повышения качества устройств.
Несмотря на то, что акустической анизотропии кристаллов уделяется в литературе достаточно много внимания, большинство работ посвящено расчету и анализу характеристик акустических волн в идеальном случае - в бесконечной или лолубевконечной кристаллической ореде. В то же время реальные условия распространения акустических волн, как правило, существенно отличаются от идеальных.
Так, звукопровод имеет 01раниченные размеры, и на параметрах устройства сказываются граничные эффекты. Конечные размеры апертуры излучающего преобразователя являются причиной искажений фазового фронта волны.
Для решения некоторых задач, возникающих из анализа волновых процессов в звукопроводе акустоэлектронного устройства могут с успехом быть применены результаты, полученные при исследовании распространения акустических волн в "идеальной”среде, а также методы такого исследования.
В диссертационной работе формулируются и решаются две такие задачи - о распространении в пьезоэлектрических кристаллах акуотических пучков с ограниченной апертурой и о возбуждении в пьезо50.
помещенного в точку Т1 на поверхности излучателя.
Ограничиваясь лишь линейным и квадратичным членами разложения (2.2.3), можно найти скалярное произведение ( к К ), где К=г-Т' К Я = к1К1+ ксй(1 -уи/и(кА) Яи = (2.2.7)
Здесь Я и ЙА - тангенциальная и нормальная компоненты вектора К . Подставляя произведение ((< Д ) в интеграл (2.1.13), можно получить
6(к)-4¥ехр(к1)И11)}ехр1к1и1^Л„)'

1 4^11
(2.2.8)
Первый экспоненциальный множитель под знаком интеграла представляет собой точное решение однородного уравнения Гельмгольца. Учитывая, что для монохроматических волн =У0Ь , можно показать, что^(Т) из (2.2.5) с функцией Грина, определяемой уравнением (2.2.8), является точным решением параболического уравнения
<2-2’9)
С МНИМЫМ коэффициентом диффузии У) У11 • Здесь Дх - двумерный оператор Лапласа по поперечным координатам, который для

плоского пространства имеет одну координату г •
V Т>£
Уравнение (2.2.9) означает, что по мере распространения пучок будет "диффундировать” в поперечном направлении, т.е. "расплываться". Скорость "расплывания" волнового пакета зависит от величины
^1±
Пусть Я (г1) - однородная единичная функция:
Г при |Т I £
Л(г ) = „ | (2.2.10)
о при г>-%- ■
и 2 Для такой апертурной функции интеграл в уравнении (2.2.5) может