Проект 19-07-00070 «Обратные акустические волны в многослойных структурах на основе
пьезоэлектриков и пьезополупроводников»
Обратные акустические волны характеризуются противоположно направленными фазовой
и групповой скоростями. В последние годы данные волны привлекают внимание
исследователей в связи с реализацией на их основе нового типа акустических датчиков
или устройств обработки сигналов. Целью данного проекта являлось теоретическое и
экспериментальное исследование особенностей возбуждения и распространения обратных
акустических волн в пьезоэлектрических и пьезополупроводниковых материалах и
структурах при различных граничных условиях и при контакте с жидкостью. Для
достижения поставленной цели были решены следующие задачи: i) был проведен
теоретический анализ особенностей распространения обратных волн в
пьезополупроводниковых пластинах при различных граничных условиях и ii) было
проведено экспериментальное исследование влияния жидкости и проводящих слоев на
свойства обратных волн в пьезоэлектрических пластинах. В результате выполнения
проекта впервые был обнаружены частотные диапазоны, в которых существуют обратные
антисимметричная волна 1-го порядка (A1) и симметричная волна 2-го порядка (S2),
распространяющиеся в направлении [001] в плоскости (110) GaAs. Анализ влияния слоя с
произвольной проводимостью, размещенного на поверхности пластины GaAs, на
характеристики обнаруженных обратных акустических волн А1 и S2 показал, что их
затухание уменьшалось при увеличении проводимости поверхностной проводимости. В то
время, как их фазовая скорость оставалась практически неизменной. Кроме обратных волн
в пьезополупроводниковых пластинах проводилось исследование влияния различных
граничных условий на свойства ранее обнаруженной обратной волны А1 в пластине YX
ниобата лития. Было показано, что в случае контакта рассматриваемой пластины с
невязкой и непроводящей жидкостью амплитуда прямых волн с поперечногоризонтальной
поляризацией возрастает, а в случае антисимметричных волн, как прямых
и обратных, их амплитуда значительно уменьшается. Основные выводы теории были
подтверждены экспериментально. Также проводилось исследование обратной А1 волны в
структуре «пластина YX ниобата лития — вакуумный зазор – металлическая плоскость».
Было показано, что в приближение металлической плоскости к пьезоэлектрической
пластины приводит к увеличению фазовой скорости рассматриваемой волны. В то же
время фазовая скорость прямой А1 волны – уменьшалась. Кроме того, было обнаружено,
что приближение металлической плоскости приводит к изменению распределения
амплитуд механического смещения по толщине пластины, a электрический потенциал
волны в пластине – уменьшается относительно потенциала на поверхности. В целом,
полученные результаты позволили более глубоко понять особенности распространения
обратных акустических волн в пьезополупроводниковых пластинах и структурах с
зазором.