WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

например, получить нулевой ТКЗ(1) ПАВ в каком-либо При этом будем иметь систему двух волновых уравнений направлении кристалла и при этом еще и увеличить движения [5], одно из которых относится к материалу коэффициент электромеханической связи ПАВ (K2). В пленки конечной толщины, другое — к материалу поддругом случае можно попытаться с помощью пленки ложки. Далее, 10 граничным условиям должны удовлеувеличить диапазон рабочих температур, при которых творять две линейные комбинации парциальных волн, ТКЗ ПАВ будет мало изменяться в большом интервале одна из которых относится к подложке, а вторая — к рабочих температур.

верхнему слою. Эти граничные условия формулируются На рис. 3 показана зависимость скорости V и ТКЗ(1) следующим образом [5]: непрерывность напряжений ПАВ от соотношения h/ ( — длина волны ПАВ) при T31, T32, T33 на поверхности раздела слой–подложка и наличии тонкой металлической пленки алюминия на поравенство нулю T31, T32, T33 на поверхности верхнего верхности кристалла LGS для ориентации (0, 140, 22.5).

слоя X3 = h; непрерывность смещений u1, u2, u3 на Как видно из рисунка, скорость и ТКЗ(1) ПАВ при увелиповерхности раздела; равенство нулю потенциала на чении толщины алюминиевой пленки возрастает линейгранице пленка–подложка при металлизированой изоным образом. При h/ = 0.01 ТКЗ(1) = 4 · 10-6 1/C.

тропной пленке.

При вычислении зависимости скорости Vсл и ТКЗсл На рис. 4 показаны зависимости ТКЗ(1) и ТКЗ(2) ПАВ от температуры для слоистых систем: слой алюПАВ от температуры в слоистой структуре необходимо миния Al (h/ = 0.005)+ кристалл LGS ориентации учитывать следующие обстоятельства: a) зависимость материальных констант Ci j, ei j, i j анизотропной подложки от температуры (1); b) температурное расширение кристалла (1); c) зависимость плотности кристалла (2) и плотности материала слоя сл от температуры; d) зависимость упругих констант Ламэ изотропного слоя от температуры [7]; e) температурное расширение пленки [7]; f) изменение толщины пленки h при изменении температуры [7]; g) наличие начальных внутренних термических напряжений в слоистой структуре, возникающие из-за разности коэффициентов термического расширения материалов пленки и подложки [12].

При этом температурный коэффициент задержки ПАВ в слоистой структуре можно вычислить по следующей формуле [7]:

Рис. 3. Зависимости скорости Vs и ТКЗ(1) ПАВ от соотношеs 1 ds (1) ния h/ в слоистой структуре Al + LGN (0, 140, 22.5) при ТКЗ(1) = = 11 - ТКVs(1), (9) s комнатной температуре.

0 dt tЖурнал технической физики, 2001, том 71, вып. Термостабильные ориентации в пьезокристаллах LGS, LGN для поверхностных акустических волн температуры имеет параболический характер. При этом зависимость ТКЗ(1) ПАВ (кривая 2) от температуры имеет линейный характер. Заметим, что для данной ориентации кристалла LGN при t0 = 25C без алюминиевой пленки на поверхности основные характеристики ПАВ следующие: скорость ПАВ V = 2.721 km/s, коэффициент электромеханической связи K2 = 0.418%, ТКЗ(1) = -2.4·10-6 1/C, ТКЗ(2) = 123·10-9 1/C2, угол между направлением фазовой и групповой скоростями PFA = -6.9, коэффициент анизотропии = -0.9.

При наличии алюминиевой пленки (h/ = 0.003), как следует из рис. 5, температурный коэффициент задержки ПАВ при комнатной температуре уменьшился:

Рис. 4. Зависимости ТКЗ(1) (1, 2) и ТКЗ(2) (3, 4) ПАВ от ТКЗ(1) = -0.4·10-6 1/C. Кроме того, численный расчет s температуры для слоистых систем Al (h/ = 0.005)+LGS показал, что температурный коэффициент задержки 2-го (0, 140, 22.5), Al (h/ = 0.005)+LGN (0, 138.5, 23).

порядка ПАВ в слоистой структуре также уменьшился:

ТКЗ(2) 11 · 10-9 1/C2. Таким образом, тонкая алюмиs ниевая пленка определенной толщины (h/ = 0.003), нанесенная на поверхность кристалла LGS ориенации (0, 150, 37), термостабилизирует данный срез кристалла.

Заключение В результате численного анализа температурных характеристик ПАВ в кристаллах LGS, LGN показано, что зависимость значений материальных констант от температуры у данных кристаллов имеет сильно нелинейный характер в отличие от кристалла кварца. Рассчитаны значения ТКЗ(1), ТКЗ(2) ПАВ 1-го и 2-го порядков в Рис. 5. Зависимости скорости V (1) и ТКЗ(1) (2) ПАВ от некоторых ориентациях у данных кристаллов в широком температуры для слоистой системы Al (h/ = 0.003)+LGN интервале температур.

(10, 150, 37).

Показано, каким образом изменяется скорость, ТКЗ ПАВ в слоистой структуре: пленка–пьезокристалл при изменении как толщины металлической пленки, так и (0, 140, 22.5) (кривые 1, 3) и слой алюминия Al рабочей температуры. Показано, что при наличии на (h/ = 0.005)+ кристалл LGN ориентации (0, 138.5, поверхности кристалла LGN тонкого металлического 23) (кривые 2, 4). Видно, что при изменении рабо- слоя алюминия определенной толщины в некоторых начей температуры от -100C до +100C для кристал- правлениях распространения ПАВ возможно улучшить ла LGS величина ТКЗ(1) ПАВ (кривая 1) изменяется их термостабильные свойства.

от -15 · 10-6 1/C до +13 · 10-6 1/C и имеет нулевое значение при температуре 10C. В данном случае при Список литературы наличии алюминиевой пленки на поверхности кристалла конечной толщины температура, при которой ТКЗ(1) [1] Yakovkin I.B., Taziev R.M., Kozlov A.S. // Proc. IEEE ПАВ имел нулевое значение, уменьшилась. Величина Ultrason. Symposium. 1995. P. 389–393.

ТКЗ(2) ПАВ (кривая 3) при этом изменяется незна[2] Dvoesherstov M.Yu. // Proc. IEEE UFFC. IV Intern.

чительно и имеет значение +70 · 10-9 1/C2. Для Symposium. St. Petersburg, 1998. P. 149–153.

кристалла LGN величина ТКЗ(1) (кривая 2) изменяется [3] Морозов А.И., Проклов В.В., Станковский Б.А. Пьезоэлектрические преобразователи для радиоэлектронных от +8 · 10-6 1/C до -2 · 10-6 1/C и имеет нулевое устройств. М.: Радио и связь, 1981. 184 с.

значение при температуре 50C. Величина ТКЗ(2) ПАВ [4] Shimizu Y., Tarazaki A., Sakaue T. // Proc. IEEE Ultrason.

(кривая 4) при этом изменяется от -30 · 10-9 1/C Symposium. 1976. P. 519–522.

до -10 · 10-9 1/C2.

[5] Олинер А. Поверхностные акустические волны. М.: Мир, На рис. 5 показана зависимость скорости V и ТКЗ(1) 1981. 500 с.

ПАВ от температуры при наличии тонкой металличе[6] Andrew J., Slobodnik Jr. // IEEE Trans. on Son. and Ultrason.

ской пленки алюминия Al (h/ = 0.003) на поверх1973. Vol. SU-20. N 4. P. 315–323.

ности кристалла LGN для ориентации (10, 150, 37).

[7] Wiliams D.F., Cho F.Y. // IEEE Ultrason. Symp. 1979. P. 627– Зависимость скорости ПАВ (кривая 1) при изменении 631.

Журнал технической физики, 2001, том 71, вып. 94 М.Ю. Двоешерстов, С.Г. Петров, В.И. Чередник, А.П. Чириманов [8] Sarharov S.,, Senushencov P., Medvedev A., Pisarevsky Yu. // IEEE Freq. Contr. Symp. 1995. P. 647.

[9] Inoue K., Sato K. // J. Appl. Phys. 1998. Pt 1. Vol. 37. N 5B.

P. 2909–2913.

[10] Bungo A., Jian C., Yamaguchi K. et al. // IEEE Ultrason.

Symp. 1999. P. 1–4.

[11] Pisarevsky Yu., Senushencov P., Popov P., Mill B. // IEEE Freq. Contr. Symp. 1995. P. 653.

[12] Ашбель И.Я., Двоешерстов М.Ю., Петров С.Г. // Акуст.

журн. 1990. Т. 36. Вып. 2. С. 360–361.

[13] Parker T.E. // J. Appl. Phys. 1979. Vol. 50. N 3. P. 111–114.

Журнал технической физики, 2001, том 71, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.