ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................. 6
ГЛАВА 1. АКУСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В ИССЛЕДОВАНИЯХ
ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТВЁРДЫХ ТЕЛ ....................... 18
1.1 Материалы для акустоэлектроники. Критерии выбора ...... 18
1.2 Типы акустических волн, применяемых в качестве
операционных мод в акустоэлектронных сенсорах.
Методы возбуждения ............................................................. 23
1.3 Характеристики акустоэлектронных сенсоров и примеры
реализации ............................................................................... 31
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 1........................................................................................... 45
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
АКУСТОЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ НА
АЛМАЗНЫХ ПОДЛОЖКАХ ................................................ 46
2.1 Технологические этапы изготовления композитных ОАВ-
резонаторов и сенсоров на их основе ................................... 46
2.1.1 Расчёт и разработка шаблонов для изготовления
мультислойных пьезоэлектрических структур (МПС) на
алмазных подложках .............................................................. 46
2.1.2 Подготовка подложек, фотолитография и нанесение
пьезоэлектрических и металлических плёнок ..................... 48
2.1.3 Контроль качества МПС методами рентгеновской
дифрактометрии и РЭМ ........................................................ 50
2.1.4 Особенности изготовления и применения
корпусированных сенсоров ................................................. 51
2.1.5 Разработка интегрированной измерительной системы
"Mногообертонный СВЧ ОАВ-резонатор + камера
высокого давления на алмазных наковальнях" (ИИС
КВДАН) ................................................................................ 54
3
2.2
Методы СВЧ измерений ......................................................
57
2.2.1
Калибровка векторного анализатора цепей Agilent Е5071С .....................................................................................
57
2.2.2
Описание экспериментальной установки для СВЧ измерений характеристических частот и добротностей композитных ОАВ-резонаторов ...........................................
59
2.2.3
Методы измерений эффективных электромеханических параметров композитных ОАВ-резонаторов .......................
60
ГЛАВА
3.
ИССЛЕДОВАНИЯ КОМПОЗИТНОГО ОАВ-РЕЗОНАТОРА НА АЛМАЗНОЙ ПОДЛОЖКЕ В ДИАПАЗОНАХ СВЧ И КВЧ ................................................
62
3.1
Разработка и оптимизация конструкции композитного ОАВ-резонатора на алмазной подложке ..............................
62
3.1.1
Критерии выбора материалов для композитного ОАВ-резонатора ................................................................................
62
3.1.2
Форм-фактор мультислойной пьезоэлектрической структуры ................................................................................
67
3.1.3
Акустическое согласование слоёв ........................................
70
3.2
Исследование композитных ОАВ-резонаторов в СВЧ диапазоне .................................................................................
72
3.3
Исследование композитных ОАВ-резонаторов в КВЧ диапазоне ................................................................................
83
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3 .........................................................................................
90
4
ГЛАВА
4.
ПРИМЕНЕНИЕ КОМПОЗИТНЫХ ОАВ-РЕЗОНАТОРОВ НА АЛМАЗНЫХ ПОДЛОЖКАХ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ ФИЗИЧЕСКИХ И АКУСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТОНКИХ ПЛЁНОК, И В КАЧЕСТВЕ СЕНСОРОВ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ......................
91
4.1
Исследование температурной стабильности материалов для композитных СВЧ акустических резонаторов и сенсоров на алмазных подложках .........................................
91
4.1.1
Постановка эксперимента и методы исследований ............
91
4.1.2
Природа нестабильности материалов электродных структур ...................................................................................
94
4.2
Исследование физических и акустических свойств тонких металлических плёнок (Ме) с помощью сенсора Al/ASN/Mo/(100) алмаз/Mе ....................................................
102
4.2.1
Зависимости характеристических частот и добротностей от толщины металлических плёнок Al, Mo, Pt, Sc. Определение толщинной чувствительности сенсора .........
102
4.2.2
Контроль толщины и качества тонких металлических плёнок методами АСМ и оптической профилометрии .......
108
4.2.3
Анализ особенностей зависимостей характеристических частот и добротностей обертонов сенсора от толщины и частоты ....................................................................................
111
4.3
Исследование СВЧ акустического затухания в тонких плёнках Мо ..............................................................................
113
4.3.1
Зависимости СВЧ акустического затухания в плёнке Мо от частоты и толщины.............................................................
113
4.3.2
Расчёт акустического затухания в 5-тислойной МПС Al/ASN/Mo/(100) алмаз/Mo....................................................
117 4.4
Исследование СВЧ акустического затухания в кристалле CTGS ........................................................................................
124
4.4.1
Методы исследований и эксперимент ..................................
126
4.4.2
Зависимости СВЧ акустического затухания в кристалле CTGS от частоты и толщины .................................................
128
4.5
Применение интегрированной измерительной системы "Mногообертонный СВЧ ОАВ-резонатор + камера высокого давления на алмазных наковальнях" для исследований материалов при действии высокого давления ...................................................................................
134
4.5.1
Подготовка образцов и калибровка ИИС КВДАН методами сдвига линии КРС в алмазе и линии люминесценции R1 рубина ....................................................
136
4.5.2
Исследование изменений акустических параметров ИИС КВДАН в процессе действия высокого давления на примере W, Zr, Si, Mo..............................................................
139
4.5.3
Измерение давления до 30 ГПа методом сдвига характеристических частот обертонов композитного ОАВ-резонатора.......................................................................
147
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 4 ..........................................................................................
152
ЗАКЛЮЧЕНИЕ......................................................................................................
154
СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ И СОКРАЩЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В РАБОТЕ ................................................................................................................
156
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ....................................................................................
158
