Способ усиления поверхностной акустической волны

(51) 01 1/58 (2006.01) 01 1/04 (2006.01) 01 40/14 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ акусто-, радиоэлектронике и радиофизике, и может быть использован в области нанотехнологии, микрои наноэлектроники, в приборостроении. Предлагаемый способ усиления ПАВ с помощью графенового покрытия поверхности пьезокристалла позволяет использовать технологию выращивания графена с помощью методики газофазного осаждения, который используется для покрытия поверхности пьезодатчиков ПАВ и усиления сигнала ПАВ при подаче внешнего напряжения на графен. В исходном пьезодатчике ПАВ путем покрытия поверхности его графеном создается высокопроводящий монослой,усиливающий амплитуду ПАВ при подаче внешнего смещения на графен.(72) Емелин Евгений ВалерьевичИнсепов Зинетула АлпысовичКононенко Олег Викторович Рощупкин Дмитрий ВалентиновичТыныштыкбаев Курбангали Байназарович(54) СПОСОБ УСИЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ АКУСТИЧЕСКОЙ ВОЛНЫ(57) Способ усиления ПАВ с помощью графенового покрытия поверхности пьезокристалла относится к Изобретение относится к акусто-,радиоэлектронике и радиофизике, и может быть использовано в области нанотехнологии, микро- и наноэлектроники, в приборостроении. Известен способ генерации поверхностных акустических волн (ПАВ) на поверхности пьезокристаллов под действием высокочастотного электрического напряжения, которое вызывает механические колебания поверхностного слоя материала подложки ( С.,. //. - 1989. - 470 . Олинер А.,Поверхностные акустические волны. // М. Мир. 1981. с.390 Кайно Г., Акустические волны. // М. Мир. - 1990. с.652). Возможно управление амплитудой ПАВ путем приложения к пьезокристаллу электрического поля(Чернышова Т.И., Чернышов Н.Г. Проектирование фильтров на поверхностно-акустических волнах. Издание которое, стереотипное, изд-во ТГТУ,Тамбов, 2008, с.48) либо путем создания на поверхности кристалла отражающих элементов решеток, тонкопленочных покрытий заданной толщины и формы, или доменных структур в сегнетоэлектрических и сегнетоупругих кристаллах,при отражении от которых происходит снижение скорости и амплитуды ПАВ ( , М.,3,, ,(1994) 41(4). Недостатком всех вышеуказанных способов генерации поверхностных акустических волн (ПАВ) на поверхности пьезокристаллов является зависимость амплитуды ПАВ от коэффициента электромеханической связи пьезокристалла,который определяется свойством кристалла и определяет конечную амплитуду ПАВ. Также известен способ усиления амплитуды ПАВ с помощью нанесения фотолюминесцирующего покрытия на пьезокристалл и воздействия света на покрытия, при котором фотолюминесцирующее излучение усиливает пьезоэлектрический эффект за счет фотогенерации дополнительных носителей тока в кристалле (,, а , ,..8044371 2.25, 2011). Недостатком данного способа является сложность технологии создания нестабильного фотолюминесцирующего покрытия на пьезокристалле и использование дополнительного источника света. Известен способ создания графенового покрытия на пьезокристалле ниобата лития 3, на котором наблюдается появление акустоэлектрического тока на графене при пропускании ПАВ на поверхности ниобата лития. При этом наблюдается изменение акустоэлектрического тока на графене от мощности 2 подаваемого ПАВ (. , . Е. ,К. , . ,. . ./ ,133105 (2012). Этот способ является наиболее близким к предлагаемому изобретению и взят за прототип. Предлагаемый способ усиления ПАВ с помощью графенового покрытия поверхности пьезокристалла 33214 устраняет все отмеченные недостатки, позволяя получить новый технический результат, состоящий в том, что управление амплитудой ПАВ может быть реализовано путем создания на поверхности пьезокристалла графеновых покрытий заданной толщины и формы, который усиливает амплитуду ПАВ при подаче электрического потенциала на графен. В качестве пьезоэлектрического материала для изготовления подложек для линии задержки использован пьезокристалл 332 О 14 из группы лантангаллиевого силиката, который имеет высокие значения коэффициентов электромеханической связи и высокую температурную стабильность вплоть до температуры плавления 1500 С. Таким образом, предлагается эффективный способ усиления ПАВ путем создания на поверхности пьезокристалла 332 О 14 графенового покрытий заданной толщины и формы,который усиливает амплитуду ПАВ при подаче электрического потенциала на графен. Пример 1. Образец кристалла 332 О 14 размером мм 3 были изготовлены подложки среза (плоскости (100) параллельны поверхности кристалла). Для возбуждения ПАВ на поверхности подложки методом электронно-лучевой литографии были сформированы два встречноштыревых преобразователя (ВШП) для возбуждения ПАВ с длиной волны мкм. Пленка графена была синтезирована между двумя ВШП на поверхности кристалла . Для синтеза пленки графена на поверхности кристаллабыл использован метод газофазного синтеза из паров этилового спирта. На поверхности пленки графена были сформированы три -электрода с шириной каждого электрода 10 мкм и расстоянием между ними 300 мкм, для приложения внешнего электрического поля. Генерация ПАВ осуществлялась путем подачи на ВШП высокочастотного электрического импульса от генератора АНР 2140 (Г 4-143). Электрический потенциал смещения 10 В подавался на алюминиевые контакты от источника питания БП-5-3. Усиление по току было 156,76. Усиление амплитуды ПАВ на 50. Параметры подаваемого тока и напряжения регистрировались микроампервольтметром 2400. Пример 2. Образец кристалла 332 О 14 размером мм 3 были изготовлены подложки среза (плоскости (100) параллельны поверхности кристалла). Для возбуждения ПАВ на поверхности подложки методом электронно-лучевой литографии были сформированы два встречноштыревых преобразователя (ВШП) для возбуждения ПАВ с длиной волны мкм. Пленка графена была синтезирована между двумя ВШП на поверхности кристалла . Для синтеза пленки графена на поверхности кристаллабыл использован метод газофазного синтеза из паров этилового спирта. На поверхности пленки графена были сформированы три -электрода с шириной каждого электрода 10 мкм и расстоянием между ними 300 мкм, для приложения внешнего электрического поля. Генерация ПАВ осуществлялась путем подачи на ВШП высокочастотного электрического импульса от генератора АНР 2140 (Г 4-143). Электрический потенциал смещения 5 В подавался на алюминиевые контакты от источника питания БП-5-3. Усиление по току было 18,8 . Усиление амплитуды ПАВ на 7,75. Параметры подаваемого тока и напряжения регистрировались микроампервольтметром 2400. Пример 3. Образец кристалла 332 О 14 размером мм 3 были изготовлены подложки среза (плоскости (100) параллельны поверхности кристалла). Для возбуждения ПАВ на поверхности подложки методом электронно-лучевой литографии были сформированы два встречноштыревых преобразователя (ВШП) для возбуждения ПАВ с длиной волны мкм. Пленка графена была синтезирована между двумя ВШП на поверхности кристалла . Для синтеза пленки графена на поверхности кристаллабыл использован метод газофазного синтеза из паров этилового спирта. На поверхности пленки графена были сформированы три -электрода с шириной каждого электрода 10 мкм и расстоянием между ними 300 мкм, для приложения внешнего электрического поля. Генерация ПАВ осуществлялась путем подачи на ВШП высокочастотного электрического импульса от генератора АНР 2140 (Г 4-143). Электрический потенциал смещения 1 В подавался на алюминиевые контакты от источника питания БП-5-3. Усиление по току было 1,6 . Усиление амплитуды ПАВ на 2. Параметры подаваемого тока и напряжения регистрировались микроампервольтметром 2400. Пример 4. Образец кристалла 332 О 14 размером мм 3 были изготовлены подложки среза (плоскости (100) параллельны поверхности кристалла). Для возбуждения ПАВ на поверхности подложки методом электронно-лучевой литографии были сформированы два встречноштыревых преобразователя (ВШП) для возбуждения ПАВ с длиной волны мкм. Пленка графена была синтезирована между двумя ВШП на поверхности кристалла . Для синтеза пленки графена на поверхности кристаллабыл использован метод газофазного синтеза из паров ацетилена. На поверхности пленки графена были сформированы три -электрода с шириной каждого электрода 10 мкм и расстоянием между ними 300 мкм, для приложения внешнего электрического поля. Генерация ПАВ осуществлялась путем подачи на ВШП высокочастотного электрического импульса от генератора АНР 2140 (Г 4-143). Электрический потенциал смещения 10 В подавался на алюминиевые контакты от источника питания БП-53. Усиление по току было 54 . Усиление амплитуды ПАВ на 48. Параметры подаваемого тока и напряжения регистрировались микроампервольтметром 2400. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ усиления поверхностных акустических волн на поверхности пьезокристалла, включающий создание встречно-штыревых преобразователей на поверхности пьезокристалла и подачу высокочастотного электрического напряжения,отличающийся тем, что усиление сигнала поверхностных акустических волн достигается путем формирования на поверхности пьезокристалла графенового покрытия, который усиливает амплитуду поверхностных акустических волн при подаче электрического потенциала на графен.