Проект 20-07-00139 «Обратные акустические волны в сильно анизотропных материалах и структурах на их основе»
Одним из типов акустических волн, распространяющихся в пластинах, являются обратные
акустические волны с различной поляризацией. Фазовая и групповая скорости этих волн
направлены в разные стороны.
Целью настоящего проекта является теоретическое и экспериментальное исследование
особенностей возбуждения и распространения обратных акустических волн в сильно
анизотропных материалах и структурах на их основе и содержащих, в том числе,
пьезоэлектрические и пьезополупроводниковые слои при различных граничных условиях.
В 2021 году в рамках проекта впервые исследовано влияние слоя [110](Ī10)GaAs (углы
Эйлера: φ = θ =90, ψ = 135) на характеристики ранее обнаруженной обратной
акустической антисимметричной волны первого порядка (А1) в пластине [001](001) TeO2
при углах Эйлера φ=θ= ψ =0. Черная линия – пластина TeO2, серая – структура «пластина
[110](Ī10)GaAs – пластина [001](001) TeO2».
Обнаружено, что в случае обратной волны в TeO2 размещение на его поверхности
пьезополупроводника приводит к увеличению диапазона существования обратной волны,
значительному смещению точки нулевой групповой скорости в область меньших частот и
значительному изменению скоростей обратных волн. Что соответствует случаю обратной
волны в YX LiNbO3 при размещение на его поверхности сильноанизотропного TeO2. При
этом скорость прямых волн не изменяется. В связи с присутствием объемной
проводимости в пьезополупроводнике этот факт говорит о слабом коэффициенте
электромеханической связи для прямой волны и достаточно сильном эффекте для
обратной акустической волны. При этом структура обратной волны в пластине TeO2 не
меняется.
На данном этапе показано также, что появление проводимости на поверхности структуры
«пластина [001](001) TeO2 — пластина [110](Ī10)GaAs» не влияет на дисперсионные
характеристики исследуемой волны. Это связано как с незначительной величиной
пьезоэффекта для парателлурита, так и с тем, что арсенид галлия сам обладает достаточно
большой величиной объемной проводимости. Учет этой проводимости приводит к
изменению скорости рассматриваемой обратной акустической волны и практически
закорачивает пьезопластину.
В целом, следует отметить необходимость проведения дополнительных исследований в
части использования структур, содержащих сильные пьезоэлектрики с одной стороны
парателлурита и пьезополупроводники с другой стороны парателлурита. Эта задача будет
рассматриваться на следующем этапе выполнения проекта.
В 2021 году опубликована статья:
1. Fang K., Li N., Li P., Qiam Z., Kolesov V., Kuznetsova I. A convenient approach to tuning
the local piezopotential of an extensional piezoelectric semiconductor fiber via composite
structure design // Nano Energy, 2021, v.90, p.106626, DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.106626, Q1.