Акустическая резонаторная спектроскопия тонких слоев и пленок диэлектриков и металлов, составные акустические резонаторы

• Автор: Алексеев, Сергей Георгиевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 115 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Акустические резонаторы СВЧ диапазона на объемных акустических волнах и акустическая резонаторная спектроскопия (обзор)
1.1 Проблема создания СВЧ резонаторов на ОАВ
1.2 Материалы для акустических резонаторов на СВЧ
1.3 Основные соотношения теории упругости для пьезоэлектрических кристаллов
1.4 Акустическая спектроскопия методом составного акустического
резонатора
ГЛАВА 2. Теория составного акустического резонатора
2 Л Основные уравнения
2.2 Трансформирующие свойства плоского слоя
2.3 Вывод формул для электрического импеданса акустического резонатора с учетом электродов
2.4 Акустическая изоляция подложки системой четвертьволновых слоев
2.5 Примеры использования полученных формул для расчетов резонаторов
2.6 Использование полученных формул для расчета отклика газового сенсора на объемных акустических волнах
Выводы к главе
ГЛАВА 3. Резонаторная СВЧ-спектроскопия и ее использование для
исследования акустических параметров тонких пластин монокристаллов
3.1 Анализ электрической эквивалентной схемы составной резонаторной
структуры

3.2 Резонаторная СВЧ-спектроскопия, основанная на измерении частот особенностей фазы коэффициента отражения от составной резонаторной структуры
3.3 Измерение поглощения в монокристаллах ортофосфата галлия
3.3.1 Образцы
3.3.2 Процедура измерений
3.3.3 Результаты эксперимента
3.4 Модифицированный метод резонаторной акустической спектроскопии
3.5 Измерение поглощения и скорости звука в кристаллах лангатата
3.5.1 Образцы
3.5.2 Описание методики измерений
Выводы к главе
ГЛАВА 4. Резонаторная СВЧ-спектроскопия и ее использование для исследования акустических параметров тонких пленок
4.1 Модифицированный резонаторный метод измерения поглощения и скорости звука в тонких пленках
4.2 Расчет поглощения и скорости звука в пленках на основе двухслойной модели.
4.3 Исследование поглощения и скорости звука в тонких пленках металлов
4.3.1 Образцы
4.3.2 Результаты и обсуждение
4.4 Акустический СВЧ резонатор с брэгговским зеркалом на основе металлических пленок
4.5 Использование резонаторной СВЧ-спектроскопии с поточечным сопоставлением экспериментальных и теоретических данных для исследования акустических свойств углеродных нанотрубных структур
4.5.1 Особенности метода
4.5.2 Образцы и экспериментальная установка.

4.5.3 Измерение плотности.
4.5.4 Измерение упругих свойств.
Выводы к главе
Приложение А
Приложение Б
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы

где М“м, МмГ, Мг", Мп являются 3x3 матрицами, a М“73, M7D, М'х, М*’7' -трехкомпонентные векторы. Если в общих выражениях для и к, Тф <р, и Dn [(2.10), (2.12), (2.5), (2.13)] заменить хп на толщину слоя /, для различных частей полной передаточной матрицы М получаются следующие формулы:
М“и =М7Т = ^p(”)°p(")cos~y (2.20)

М"г = УГ)ор(”)—’ -sin ~ (2.21)
V ®рК(л) к(л)
МЛ = -£р(п) о рpcoV sin ^ (2.22)

(2.23)
МГ =М“°= Е-=т^р(я)*(",8т-^- (2.24)
Vem 'Iplco1 » v"
М^ = _-Lfi-V/tW^.sin-^rl (2.25)
£щ{ п I® E'">J
где вводится безразмерный коэффициент пьезоэлектрической связи
е /?(л)
k(»)=fp£±= (2.26)
В выражениях (2.20)-(2.22) символом 0 между векторами р(,,) обозначено прямое произведение, то есть Р(я) представляет собой матрицу 3x3. Как можно видеть, чисто механические части М“а, Мгг, МиГ и М7“ передаточной матрицы М зависят только от lco/V(и), plo} и р(и). Чисто электрическая часть М^73 зависит только от V^n)lco, к{п) и УСщ, в то время, как смешанные части Мст', МТ(р, М"73 и М7'7 3 зависят от всех переменных.
Полученные выражения позволяют получить связь между механическими и электрическими переменными по обе стороны слоя в случае, когда строго учитывается анизотропия. На практике, некоторые слои материалов, образующих составной резонатор, например, электродные, как правило аморфны и поэтому изотропны. Для кристаллических слоев на практике удобно