Особенности распространения, отражения и преобразования акустических волн в пьезоэлектрических пластинах и структурах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.03, доктор физико-математических наук Кузнецова, Ирен Евгеньевна

• Кузнецова, Ирен Евгеньевна
• доктор физико-математических наук
• 2003

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Кузнецова, Ирен Евгеньевна

Введение.

Глава 1. Основные закономерности распространения акустических волн нулевого порядка в тонких пьезоэлектрических пластинах.

1.1. Общие сведения об акустических волнах в пластинах и их щ классификация.

1.2. Исходные уравнения и метод решения задачи.

1.2.1. Основные уравнения.

1.2.2. Граничные условия.

1.2.3. Метод решения задачи.

Ф 1.3. Распространение акустических волн нулевого порядка в тонких пьезоэлектрических пластинах ZnO, LiNb03 и

KNb03.

1.3.1. Основные характеристики материалов.

1.3.2. Антисимметричные волны Лэмба нулевого порядка.

1.3.3. Волны с поперечно - горизонтальной поляризацией нулевого порядка.

4Г 1.3.4. Симметричные волны Лэмба нулевого порядка.

1.4. Результаты сравнительного анализа характеристик Ао, SHo и

So волн.

1.5. Экспериментальное исследование SHo волн в пластинах LiNb03.

1.6. Эффект гибридизации акустических волн нулевого порядка в тонких пластинах ниобата калия.

1.7. Выводы

Глава 2. Влияние электрических граничных условий на характеристики акустических волн в пьезоэлектрических структурах.

2.1. Влияние тонкого слоя с произвольной проводимостью на характеристики акустических волн нулевого порядка в пьезоэлектрической пластине.

2.1.1. Основные уравнения и граничные условия.

2.1.2. Поперечно-горизонтальные и симметричные акустические волны нулевого порядка в структуре «тонкий проводящий слой - пьезоэлектрическая пластина».

2.2. Влияние тонкого слоя с произвольной проводимостью на характеристики поверхностных акустических волн в пьезоэлектрических кристаллах.

2.2.1. Основные уравнения и граничные условия.

2.2.2. Метод решения задачи.

2.2.3. Характеристики поверхностных акустических волн Гуляева-Блюстейна и Рэлея в структуре «тонкий проводящий слой -пьезоэлектрик».

2.2.4. Аналитический расчет характеристик волн Гуляева-Блюстейна в кристаллах класса 6mm.

2.2.5. Влияние тонкого слоя с произвольной проводимостью на глубину локализации поверхностных акустических волн Гуляева-Блюстейна и Рэлея.

2.3. Влияние тонкого слоя с произвольной проводимостью на характеристики волн Лява в пьезоэлектрических структурах.

2.3.1. Основные уравнения и граничные условия.

2.3.2. Метод решения задачи.

2.3.3. Характеристики поверхностных акустических волн Лява в структуре, содержащей тонкий проводящий слой.

2.4. Влияние идеально проводящего экрана на акустические волны нулевого порядка, распространяющиеся в пьезоэлектрической пластине.

2.4.1. Теоретический анализ влияния идеально проводящего экрана на поперечно-горизонтальные и симметричные волны нулевого порядка в пьезоэлектрической пластине.

2.4.2 Экспериментальное исследование влияния идеально проводящего экрана на поперечно-горизонтальные волны нулевого порядка в пластине ниобата лития.

2.5. Влияние идеально проводящего экрана, отделенного вакуумным зазором от пьезоэлектрической структуры, на характеристики поверхностных акустических волн.

2.5.1. Влияние идеально проводящего экрана, отделенного вакуумным зазором от пьезоэлектрика, на характеристики поверхностных акустических волн Гуляева-Блюстейна.

2.5.2. Влияние идеально проводящего экрана, отделенного вакуумным зазором от пьезоэлектрической структуры, на характеристики поверхностных акустических волн Лява.

2.5.3. Влияние идеально проводящего экрана на трансформацию обобщенной ПАВ Рэлея в обобщенную волну Гуляева-Блюстейна в ниобате калия.

2.6. Выводы.

Глава 3. Влияние жидкости на распространение акустических волн в пьезоэлектрических структурах.

3.1. Влияние проводящей жидкости на свойства акустических волн нулевого порядка в тонких пьезоэлектрических пластинах.

3.1.1. Основные уравнения и граничные условия.

3.1.2. Теоретический анализ влияния проводящей жидкости на свойства поперечно-горизонтальных волн нулевого порядка в пластинах ЬГГаОз, LiNbC>3 и КЫЬОз.

3.1.3. Экспериментальное исследование влияния проводящей жидкости на свойства поперечно-горизонтальных волн нулевого порядка в пластинах ЫЫЮз.

3.2. Влияние проводящей жидкости на свойства поверхностных акустических волн в пьезоэлектрических кристаллах.

3.2.1. Аномальный резисто-акустический эффект в структуре пьезоэлектрический кристалл - проводящая жидкость.

3.3. Влияние вязкой жидкости на свойства акустических волн нулевого порядка в тонких пьезоэлектрических пластинах.

3.3.1. Основные уравнения и граничные условия.

3.3.2. Теоретический анализ влияния вязкой жидкости на свойства поперечно-горизонтальных волн нулевого порядка в тонких пластинах LiTa03 и ЫЫЬОз.

3.3.3. Экспериментальное исследование влияния вязкой жидкости на свойства поперечно-горизонтальных волн нулевого порядка в пластинах ЫЫЬОз.

3.4. Выводы.

Глава 4. Влияние внешних воздействий на характеристики акустических волн нулевого порядка в пьезоэлектрических пластинах.

4.1. Влияние освещенности на характеристики акустических волн в структуре «пьезоэлектрическая пластина -фотопроводящий слой».

4.1.1. Основные уравнения и граничные условия.

4.1.2. Теоретический анализ влияния освещенности на характеристики поперечно-горизонтальных волн нулевого порядка в структуре «пьезоэлектрическая пластина -фотопроводящий слой».

4.2. Влияние внешнего электрического поля на характеристики акустических волн нулевого порядка в тонких пьезоэлектрических пластинах.

4.2.1. Основные уравнения, граничные условия и метод решения задачи.

4.2.2. Теоретический анализ влияния внешнего электрического поля на характеристики акустических волн нулевого порядка в пластинах LiNbC>3.

4.3. Влияние температуры на характеристики акустических волн нулевого порядка в пьезоэлектрических пластинах.

4.3.1. Основные уравнения и результаты теоретического анализа.

4.3.2. Экспериментальное исследование влияния температуры на характеристики акустических волн нулевого порядка в пластинах LiNb03.

4.4. Выводы.

Глава 5. Теоретическое и экспериментальное исследование отражения и преобразования акустических волнах нулевого порядка в тонких пьезоэлектрических пластинах.

5.1. Отражение акустических волн нулевого порядка, распространяющихся в тонких пьезоэлектрических пластинах.

5.1.1. Отражение акустических волн нулевого порядка в пьезоэлектрических пластинах от периодической системы тонких металлических полосок.

5.1.2. Отражение акустических волн нулевого порядка в пьезоэлектрических пластинах от решетки с периодически распределенной механической нагрузкой.

5.1.3. Отражение акустических волн нулевого порядка в пьезоэлектрических пластинах от периодической системы канавок прямоугольного профиля.

5.2. Применение метода эквивалентных схем для анализа возбуждения и приема акустических волн нулевого порядка в тонких пьезоэлектрических пластинах.

5.2.1. Электро - механическая эквивалентная схема встречно-штыревого преобразователя, состоящего из одной пары штырей.

5.2.2. Электро - механическая эквивалентная схема встречно-штыревого преобразователя, состоящего из нескольких пар штырей.

5.2.3. Определение параметров электро - механической эквивалентной схемы встречно-штыревого преобразователя.

5.3. Двухполюсный резонатор на SHo акустических волнах в пластинах ниобата лития.

5.4. Выводы.

Глава 6. Применение акустических волн Лэмба для контроля уровня жидкости в закрытых резервуарах.

6.1. Влияние жидкости на свойства акустических волн Лэмба, распространяющихся в металлических пластинах.

6.1.1. Основные уравнения и граничные условия.

6.1.2. Метод решения задачи.

6.1.3. Теоретический анализ влияния жидкости на свойства акустических волн Лэмба в стальных пластинах.

6.2. Влияние жидкости на свойства акустических волн Лэмба, распространяющихся в структуре «металлическая пластина

- твердый невязкий слой».

6.2.1. Анализ акустических волн Лэмба, распространяющихся в структуре «стальная пластина - твердый невязкий слой».

6.2.2. Анализ акустических волн Лэмба, распространяющихся в структуре «стальная пластина - твердый невязкий слой -жидкость».

6.2.3. Теоретический анализ влияния жидкости на свойства акустических волн Лэмба в структуре «стальная пластина -твердый невязкий слой».

6.3. Экспериментальное исследование влияния жидкости на характеристики акустических волн Лэмба в стальной пластине.

6.3.1. Описание эксперимента.

6.3.2. Экспериментальные результаты.

6.4. Датчик уровня жидкости в закрытых резервуарах, находящихся под давлением.

6.5. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Особенности распространения, отражения и преобразования акустических волн в пьезоэлектрических пластинах и структурах»

Процессы распространения, возбуждения и преобразования акустических волн в пьезоэлектрических структурах всегда являлись и продолжают оставаться важной и актуальной проблемой акустоэлектроники, являющейся неотъемлемой частью радиофизики. Особый интерес вызывают волны, распространяющиеся в ограниченных средах. К ним в первую очередь можно отнести хорошо изученные поверхностные акустические волны Рэлея и Гуляева-Блюстейна. На основе этих волн к настоящему времени уже создан целый класс приборов, широко используемых в различных областях науки и техники и перекрывающих диапазон от 30 МГц до 15 ГГц.

Однако, как это ни странно, одной из актуальных проблем современной радиофизики и радиотехники является разработка аналогичных устройств и датчиков, работающих в низком частотном диапазоне от ~1 МГц до 30 МГц.

Подобные устройства могут быть реализованы на акустических волнах, распространяющихся в пьезоэлектрических пластинах. Как известно [1], такие волны делятся на три семейства: симметричные Sn и антисимметричные Ап (так называемые волны Лэмба [2]), а также волны с поперечно-горизонтальной поляризацией (SHn волны) [1]. Каждое семейство состоит как из нулевой моды (п = 0), так и из мод высших порядков (n = 1,

2.). Исходя из физических соображений, можно предположить, что наибольший интерес для исследования представляют волны нулевого порядка, поскольку у них отсутствует частота отсечки, что позволяет реализовать одномодовые режимы их распространения. Отсюда следует реальная возможность использования этих волн для создания различных устройств обработки сигналов, работающих в указанном низкочастотном диапазоне, там, где использование поверхностных акустических волн затруднено. Это объясняется тем, что поверхностные акустические волны в низкочастотном диапазоне требуют использования звукопроводов со значительной толщиной. Например, при частоте 3 МГц толщина 9 звукопровода должна быть не менее чем ~15 мм (~\0Х). Очевидно, что указанные устройства обработки сигналов и различные датчики на волнах в пластинах можно создавать, используя хорошо разработанные и апробированные технологии по созданию аналогичных устройств на ПАВ. Данные технологии предполагают использование планарных структур различной конфигурации на поверхности звукопровода, которые сравнительно легко изготавливаются при помощи фотолитографии и электронной литографии. Физические соображения позволяют также сделать вывод, что волны нулевого порядка в пластинах могут обладать большим коэффициентом электромеханической связи по сравнению с поверхностными акустическими волнами. Это связано с тем, что для акустической волны в пластине отношение электрической энергии в вакууме к электрической энергии в самой пластине существенно больше по сравнению с поверхностными акустическими волнами. Естественно, что это в свою очередь должно приводить к большему влиянию электрических граничных условий на свойства волны в пластине. Это открывает возможность существенного улучшения характеристик существующих приборов.

Таким образом, комплексное исследование характеристик акустических волн нулевого порядка в тонких, по сравнению с длиной волны, пьезоэлектрических пластинах, исследование влияния, как различных граничных условий, так и внешних воздействий на их характеристики, анализ условий их возбуждения и отражения, проведение сравнения с характеристиками широко используемых поверхностных акустических волн, а также исследование новых эффектов на волнах в пластинах и на поверхностных акустических волнах, является крупной научной проблемой, решение которой имеет важное и актуальное значение, как для развития радиофизики, так и для создания элементной базы низкочастотного диапазона.

Состояние проблемы на момент начала исследований:

10

В настоящее время свойства акустических волн, распространяющихся в изотропных пластинах, изучены довольно подробно [1-14]. Эти волны широко используются в физических экспериментах, для ультразвуковой дефектоскопии, определения упругих параметров материалов и т.д. [10-14]. Волны Лэмба также интенсивно изучаются в машиностроении с целью определения вибростойкости и механической прочности различных элементов и узлов [15].

Наряду с этим, в начале 70-х годов двадцатого века возрос интерес к акустическим волнам, распространяющимся в пьезоэлектрических пластинах. Одной из причин этого интереса была необходимость поиска методов подавления волн Лэмба и SH волн, возникающих при работе устройств на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Наиболее вредные эффекты от присутствия этих волн проявлялись в трансверсальных фильтрах на ПАВ Рэлея [16, 17]. В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований были получены дисперсионные зависимости акустических волн, распространяющихся в толстых по сравнению с длиной волны пластинах YZ ниобата лития [17, 18].

Возросший интерес к волнам Лэмба в пьезоэлектрических пластинах был также связан с возможностью использования их взаимодействия со свободными носителями заряда для изучения физических свойств твердых тел. В работах Кучерова И.Я. и Островского И.В. [19-22] теоретически и экспериментально исследованы дисперсионные зависимости фазовой и групповой скоростей волн Лэмба в пластинах сульфида кадмия [19], экспериментально исследовано влияние проводимости на затухание волн Лэмба и SH волн в пластине CdS [20- 22].

В то же время появляется цикл работ К. Toda [23-27], в которых показана перспективность использования симметричных воли Лэмба нулевого порядка при создании линий задержки [23, 24, 26]. Такие линии задержки могут явиться основой для датчиков напряжения, дисперсионных

11 линий задержки и т.д. В этих работах были теоретически и экспериментально исследованы характеристики волн Лэмба нулевого порядка, распространяющиеся в пластинах керамики ЦТСЛ [23-27] и XY ниобата лития [28]. В работе [28] было показано, что величина коэффициента У электромеханической связи (К ) So волн Лэмба может превышать значение этого коэффициента для ПАВ Рэлея. Однако все эти работы посвящены пластинам, толщина которых соизмерима или больше длины волны, хотя в последнее время появились работы, показывающие возможность использования Ао волн Лэмба в очень тонких (до 18 мкм) пластинах для создания устройств безконтактного контроля за дефектами поверхности [29, 30].

В связи с открывшейся возможностью практического применения волн в пьезоэлектрических пластинах появляется ряд публикаций, посвященных дальнейшему теоретическому и экспериментальному исследованию их характеристик. Были исследованы фазовая и групповая скорости, а также коэффициент электромеханической связи волн Лэмба и SH волн нулевого порядка для некоторых направлений распространения в пластинах ниобата лития [31-37], окиси цинка [38], керамики [39,40] и т.д.

Приведенные во всех вышеупомянутых работах данные показывают на перспективность практического использования акустических волн в пьезоэлектрических пластинах. Однако, сведения, полученные из этих источников, являются отрывочными, касаются лишь отдельных акустических мод для частных кристаллографических ориентаций и направлений распространения и рассматриваются пластины, толщина которых соизмерима или больше длины волны. В связи с этим указанные работы не дают полной картины явления, позволяющей выявить общие закономерности распространения акустических волн в тонких пьезоэлектрических пластинах.

Как уже отмечалось, многие работы посвящены исследованию свойств акустических волн, распространяющихся в пластинах ниобата лития [31-37].

12

Это связано с тем, что данный материал является сильным пьезоэлектриком и широко используется при создании акустоэлектронных устройств. Однако в последнее время появились публикации, в которых исследуется новый перспективный для акусто- и оптоэлектроники материал - ниобат калия (КЫЬОз). Этот материал обладает не только очень сильными электрооптическими и акустооптическими свойствами, но и характеризуется крайне высоким уровнем электромеханической связи [41-47]. Например, для поверхностной волны в Y-X КЫЬОз квадрат коэффициента электромеханической связи (К) может достигать 53% [42-46], что на порядок больше, чем для

Y +128°) - X ниобата лития (LiNbOj) [48]. В работах [43, 46] показано, что на основе ниобата калия возможно создание широкополосных фильтров на ПАВ с низкими потерями, характеристики которых будут существенно лучше, чем для таких же устройств на ниобате лития. Естественно предположить возможность создания различных датчиков на волнах в пластинах ниобата калия. Однако до настоящего времени характеристики волн Лэмба и SH волн в пластинах ниобата калия не были изучены.

Наряду с исследованием характеристик акустических волн в пьезоэлектрических пластинах, большой практический интерес вызывает возможность управления свойствами акустических волн путем изменения электрических граничных условий. В этом плане представляется интересным исследование распространения акустических волн в структурах, содержащих проводящие слои. Известно, что изменение проводимости тонкого слоя, расположенного на поверхности пьезоэлектрического материала, оказывает сильное влияние на скорость и затухание ПАВ [49-54]. Если проводимость слоя чувствительна к внешним воздействиям (химическим элементам [55-62], электрическим и магнитным полям [51,63-69], свету [21,22,70,71] и т.д.), то на основе таких пьезоэлектрических структур возможно создание различных химических датчиков,датчиков электрических и магнитных полей, фазовых и

13 амплитудных модуляторов акустических волн, фотодетекторов и т.д. Существует также другая возможность плавного изменения электрических граничных условий путем приближения или удаления идеально проводящей плоскости от поверхности пьезоэлектрика [72-74].

Очевидно, что влияние электрических граничных условий на акустическую волну тем сильнее, чем больше ее коэффициент электромеханической связи. В то же время чувствительность датчиков существенно зависит от степени изменения скорости или затухания акустической волны. Проведенный анализ литературы позволяет предполагать возможность создания датчиков на волнах в пластинах, которые будут иметь существенно большую чувствительность к внешним воздействиям, чем аналогичные устройства на поверхностных акустических волнах и волнах Лява [62, 75, 76].

Как уже говорилось выше, в настоящее время известно несколько экспериментальных работ, посвященных исследованию влияния проводимости слоя на затухание волн Лэмба в пластинах сульфида кадмия, толщина которых больше длины волны [21, 22], а также опубликована работа, в которой показана возможность создания датчика напряженности электрического поля на основе волн Лэмба [27]. В последнее время появились работы, посвященные разработке химических датчиков на волнах Лэмба, чувствительных к примесям в воздухе паров метанола, закиси азота, гелия и т.д. [62, 76]. В то же время следует отметить, что как при анализе влияния проводящих слоев на характеристики акустических волн, так и при исследовании структуры «идеально проводящая плоскость - вакуумный зазор - пьезоэлектрик», традиционно используется теория возмущений [62, 72, 77], которая применима лишь для слабых пьезоэлектриков. В случае же пьезоэлектриков, поддерживающих распространение акустических волн с высоким коэффициентом электромеханической связи, использование упомянутой теории может приводить к существенному расхождению между теоретическими и экспериментальными результатами.

Другим очень важным направлением современного приборостроения является создание различных датчиков, работающих в контакте с жидкостью.

Как известно, акустические волны с поперечно-горизонтальной поляризацией (SH волны) могут распространяться в контакте с жидкостью без существенных радиационных потерь, связанных с излучением упругой энергии в жидкость [62]. Это связано с тем, что компонента смещения волны U2, лежащая в плоскости распространения волны и нормальная к волновому вектору, превалирует над остальными компонентами Uj и U3. Эти особенности позволяют создавать на основе таких волн различные датчики для измерения параметров жидкости. Kondoh с соавторами на протяжении последних 10 лет занимается разработкой датчиков на ПАВ с поперечно-горизонтальной поляризацией (SH) для контроля за качеством сока, чая, виски, минеральной воды, кофе и т.д. [78 - 82]. Известны также работы, в которых предлагается использовать SH ПАВ для обнаружения различных химических примесей в жидкости [83 - 87]. Принцип работы всех вышеупомянутых устройств основан на акустоэлектрическом взаимодействии акустических волн с носителями заряда, присутствующими в исследуемых жидкостях. Очевидно, что, как и в случае тонкого проводящего поверхностного слоя, чувствительность таких датчиков будет существенно зависеть от коэффициента электромеханической связи акустической волны. Поскольку, этот коэффициент для волн в пластинах существенно выше, чем для ПАВ, то и чувствительность устройств на этих волнах должна быть выше. Кроме того, в случае реализации датчиков на волнах в пластинах, встречно-штыревые преобразователи могут быть расположены на той стороне пластины, которая свободна от жидкости и этот факт делает такие датчики более технологичными для изготовления. Следует также отметить более высокую разрешающую способность датчиков на SH волнах в пластинах [62, 88].

Существует также большое количество работ [62, 89-98], в которых теоретически и экспериментально исследовано влияние проводящей жидкости на скорость и затухание SHn волн в толстых пластинах ST-X кварца и Z-X ниобата лития. Авторы этих работ предполагали, что акустоэлектрическое взаимодействие для этих материалов мало и для теоретического анализа изменения характеристик волны использовали метод возмущений. Однако, как уже говорилось ранее, в настоящее время появляются материалы, обладающие гораздо большей пьезоактивностыо, и в этом случае применение теории возмущений может давать некорректные результаты.

Следует также отметить, что при контакте пьезокристалла с жидкостью помимо акустоэлектрического взаимодействия акустических волн с носителями заряда, существует также эффект массовой нагрузки. На основе этого эффекта к настоящему времени созданы различные биологические датчики, измерители плотности и вязкости на ПАВ и волнах Лява [62, 99102].

С начала 90-х годов начали появляться работы, в которых предлагается для создания такого рода устройств использовать волны в пластинах. В работах [103-112] для создания биологических датчиков предлагается использовать толстые до 300 мкм пластины Z-X ниобата лития. Результаты теоретического и экспериментального исследования влияния эффекта нагрузки на характеристики акустических волн в пластине Z-X ниобата лития, проведенные при помощи метода возмущений, приведены в [112-115]. В работе [116] проведено теоретическое и экспериментальное исследование влияния жидкости на характеристики SH волн первых пяти порядков в пластине Z-X ниобата лития при различных электрических граничных условиях. В результате анализа, который проводился путем строгого

16 решения граничной задачи, получены зависимости фазовой скорости и затухания, связанного с излучением энергии в среду, для Z-X пластины ниобата лития.

В работах [117-123] предлагается использовать антисимметричные и симметричные волны Лэмба нулевого порядка для создания измерителей вязкости и плотности жидкостей, а также толщиномеров пленок, находящихся на поверхности очень тонкой (до 3 мкм) пластины. В работах [90, 92, 124] для измерения вязкости жидкости предлагается также использовать SH волны в пластинах ST кварца и ZX ниобата лития. Большинство опубликованных работ, посвященных исследованию влияния вязкой жидкости на характеристики акустических волн в изотропных или в пьезоэлектрических пластинах, по сути являются экспериментальными, а использованные в них приблизительные теоретические модели лишь качественно объясняют полученные данные. Эти модели базируются, главным образом на интуитивных физических соображениях [90] или на теории возмущений [77, 89, 125-127] в предположении, что жидкость незначительно меняет свойства акустической волны. В работах [128-130] были предприняты попытки решить данную задачу строгим образом для SH ПАВ, однако они не увенчались успехом. Ошибка авторов состояла в том, что ими не учитывались тангенциальные компоненты механического смещения и механического напряжения в жидкости. Это приводило к расхождению теоретических и экспериментальных данных, особенно для больших значений вязкости. В работах [62, 131] проводится сравнение характеристик датчиков на ПАВ и волнах в пластинах, измеряющих плотность и вязкость жидкости. Показано, что устройства на волнах в пластинах обладают более высокой чувствительностью при более низких рабочих частотах. Таким образом, проблема создания датчиков на волнах в пластинах, работающих в контакте с вязкой жидкостью, в настоящее время также является актуальной.

Как уже говорилось, в настоящее время весьма актуальным является разработка и создание различных акустических устройств обработки сигналов, содержащих проводящие слои. Эти устройства основаны на возможности изменения характеристик акустических волн какими-либо внешними воздействиями. К ним относятся акустические фотоприемники [21, 132, 133], устройства с электрически управляемыми амплитудой и фазой выходного сигнала [52, 63, 134] и т.д. В настоящее время практически все эти устройства реализованы на ПАВ. В ряде случаев подобные устройства вследствие низкой чувствительности к внешним воздействиям и слабого выходного сигнала не получили широкого распространения. Для повышения эффективности их работы необходимо увеличивать коэффициент электромеханической связи волны. В настоящее время, в связи с появлением новых пьезоэлектрических материалов и исследованием волн в пьезоэлектрических пластинах появилась возможность существенного улучшения параметров таких приборов.

Как уже говорилось ранее, один из способов изменения скорости и затухания акустических волн заключается в изменении проводимости тонкого слоя, нанесенного на поверхность кристалла. Известно также, что освещение полупроводниковых материалов вызывает изменение их проводимости [20-22, 135, 136]. В то же время практически отсутствуют работы по исследованию влияния освещенности на характеристики акустических волн в структурах типа пьезоэлектрическая пластина -фотопроводящий слой конечной толщины.

Не менее актуальной в настоящее время является проблема создания устройств обработки сигналов, принцип действия которых основан на электроакустическом взаимодействии внешнего электрического поля с акустической волной [137, 138]. Следует отметить, что разработка указанных измерительных устройств на волнах в пластинах представляется перспективной. Это связано с тем, что эти волны, аналогично ПАВ,

18 локализованы вблизи поверхности, но их звукопроводы характеризуются значительно меньшими поперечными размерами. Это приводит к понижению степени искажения структуры исследуемого поля, и для создания высокой напряженности поля требуются меньшие значения электрического напряжения.

Оценивая состояние этой проблемы к моменту начала работы над материалами для данной диссертации можно отметить, что основные закономерности электроакустического взаимодействия на объемных (ОАВ) и поверхностных (ПАВ) акустических волнах уже исследованы. Установлено, что влияние внешних электрических полей на характеристики упомянутых волн в нелинейных диэлектриках связано с электрострикцией и нелинейным пьезоэффектом [139, 140]. Было подробно исследовано влияние внешних электрических полей на ОАВ и ПАВ для различных направлений распространения в таких материалах как ниобат лития, титанат стронция и т.д. [141-149]. Было проведено сравнение теоретических результатов с экспериментальными данными и показано их хорошее соответствие. Однако анализ литературы показал, что влияние электрических полей на свойства акустических волн в пьезоэлектрических пластинах практически не изучено. Существует несколько теоретических работ, касающихся отдельных кристаллографических срезов и направлений распространения для таких материалов как кварц, ниобат лития и титанат стронция [150-153]. Указанные работы не дают полной картины явления и не позволяют провести сравнительный анализ электроакустического взаимодействия на этих волнах с таким же взаимодействием на ПАВ. Таким образом, исследование влияния внешнего электрического поля на характеристики Ао, So и SHo акустических волн в пластинах ниобата лития и титаната стронция и сравнение полученных данных с данными для ПАВ является также актуальным.

Как известно, многие параметры акустоэлектронных устройств зависят от температуры. Это связано с тем, что изменение температуры окружающей

19 среды может приводить к изменению фазовой скорости акустической волны в кристалле [154, 155]. Таким образом, температурные характеристики волн являются важным параметром для разработки различных устройств обработки сигналов. К настоящему времени анизотропия влияния температуры на ПАВ исследовалась довольно подробно в кварце, ниобате и танталате лития [155-158]. Что касается акустических волн в пластинах, то подобные исследования отсутствуют. Лишь недавно опубликована работа [159], в которой экспериментально исследован температурный коэффициент задержки SH волн первых 16 порядков, распространяющихся в X направлении пластины ST кварца.

Все вышеизложенное показывает перспективность использования акустических волн в тонких пьезоэлектрических пластинах для создания различных датчиков и устройств обработки сигналов на их основе.

Как известно, важную роль в акустоэлектронике играет рассеяние акустических волн на периодических совокупностях неоднородностей поверхности, представляющих собой дифракционные решетки. В настоящее время дифракционные решетки ПАВ, работающие в режиме отражения, широко используются для создания резонаторов на поверхностных волнах, однонаправленных преобразователей ПАВ, линий задержки с малыми паразитными сигналами, направленных ответвителей, фильтров различного назначения и т.д. [160-165]. Существует несколько типов отражательных решеток, основанных на использовании электрических и механических нагрузок, а также на протравленных в подложке канавках, которые применяются для разработки отражателей поверхностных акустических волн. Очевидно, что перечисленные выше типы отражателей ПАВ могут быть также применены и для отражения акустических волн в пластинах. В настоящее время существует достаточно большое количество работ, посвященных теоретическому и экспериментальному исследованию отражения акустических волн в изотропных пластинах от ее края или от единичного дефекта на ее поверхности (сварного шва, трещины и т.д.) [166169]. Что касается отражения акустических волн в тонких пьезоэлектрических пластинах от периодической системы нагрузок, то существует лишь работа [170], в которой исследуются Ао, So и SHo волны, отражающиеся от системы тонких проводящих электродов, нанесенных на поверхность Y- X ниобата лития. В данной работе показано, что отражение акустических волн в пластинах более эффективно, чем в случае ПАВ, распространяющейся в том же самом материале. Этот факт связан с тем, что волны в пластинах обладают большей электромеханической связью по сравнению с ПАВ. Исследования же отражения акустических волн, распространяющихся в тонких пьезоэлектрических пластинах, от других типов отражательных решеток в настоящее время отсутствуют.

Следует также отметить, что для анализа работы и оптимизации акустоэлектронных устройств, основанных на объемных и поверхностных акустических волнах, широко используется метод эквивалентных схем [161, 171-176]. При этом для объемных волн характеристики элементов эквивалентной схемы для образца из известного материала с заданной ориентацией и геометрическими размерами рассчитываются легко и точно. Что касается поверхностных волн, характеризующихся неоднородным распределением амплитуд всех величин по глубине подложки, то возможность применения этого метода для анализа работы традиционного встречно- штыревого преобразователя (ВШП) была показана в работах Smith с соавторами [171, 173]. Основная трудность при анализе ВШП - это поиск параметров элементов эквивалентной схемы, часть из которых определяется экспериментально, а другая часть находится теоретически, исходя из упрощенных физических моделей. Следует отметить, что проблема определения вышеупомянутых параметров остается актуальной и в настоящее время [174-176]. Очевидно, что для возбуждения и приема акустических волн в пьезоэлектрических пластинах могут быть

21 использованы точно такие же преобразователи как и для ПАВ, а именно встречно- штыревые преобразователи. Исходя из физических соображений, можно предположить, что в этом случае метод эквивалентных схем будет работать даже лучше, чем при анализе ВШП, возбуждающих поверхностные акустические волны. Это связано с тем, что при толщине пластины h/A. < 0.5 распределение амплитуд всех механических и электрических величин волн нулевого порядка будет практически однородным. Однако работы, посвященные этой проблеме, в настоящее время отсутствуют.

Как уже говорилось, одной из областей практического применения волн в пластинах является создание различных датчиков. В настоящее время в газовой промышленности весьма острой является проблема контроля уровня жидкости в закрытых металлических резервуарах, находящихся под большим давлением [177-179]. Поскольку введение различных датчиков внутрь таких резервуаров, сопровождающееся нарушением их целостности, является крайне нежелательным ввиду возможного появления утечки газа и повышенной пожароопасности, то наиболее подходящими являются неинвазивные методы контроля, основанные на акустических волнах Лэмба [12, 13, 180, 181]. Очевидно, что для успешной практической реализации датчика уровня жидкости необходимо, чтобы параметры волн Лэмба для структур пластина-жидкость и пластина-газ сильно отличались. Следует отметить, что при заданной толщине пластины для каждой такой волны существует оптимальное значение частоты, при которой влияние жидкости на затухание максимально. Затухание в этом случае обусловливается радиационными потерями, т.е. безвозвратным излучением энергии в жидкость в виде объемных волн. Например, для стальных листов толщиной 20-50 мм эти оптимальные значения частоты составляют десятки и сотни килогерц. Однако возможности разработки преобразователей для таких низких частот с узкой диаграммой направленности часто бывают ограниченными поперечными размерами, и приходится работать на более

22 высоких частотах, когда затухание не максимально, но, тем не менее, имеет существенную величину. При этом с определенного значения частоты появляются высшие моды, скорости которых приближаются друг к другу при дальнейшем увеличении частоты. Это приводит к появлению большого количества паразитных выходных импульсов, которые могут перекрываться и сильно затруднять измерение параметров полезного сигнала. Поэтому необходим строгий теоретический анализ этих волн, который позволит с учетом всех разноречивых требований выбрать тот оптимальный вариант, который будет удовлетворительным со всех точек зрения. К настоящему времени фазовые и групповые скорости волн Лэмба, распространяющихся в стальной пластине, изучены достаточно подробно [9, 12]. Исследовалось также влияние диэлектрической жидкости на волны Лэмба в пластинах из таких материалов как кварц, пиобат лития и т.д. [116, 182-184]. Однако работы по изучению влияния жидкости на фазовые и групповые скорости, а также затухание волн Лэмба в стальных пластинах в настоящее время не известны.

Следует также отметить, что реальные ситуации могут быть значительно сложнее. Очень часто в процессе работы внутренняя стенка резервуара покрывается слоем льда, что может уменьшить чувствительность волн Лэмба к жидкости. На практике это приводит к так называемому отказу датчиков при определенных условиях, т.е. выходной сигнал перестает зависеть от того, наполнен ли резервуар жидкостью или нет. Для предотвращения подобных отказов представляется целесообразным теоретический анализ волн Лэмба в структурах, содержащих указанный экранирующий слой. Это позволит и для таких усложненных ситуаций найти оптимальные условия (рабочую частоту, предельную толщину слоя, тип волны и т.д.), при которых волна Лэмба обладает достаточной для измерения чувствительностью к жидкости. В настоящее время существуют работы [185187], в которых исследуются многослойные структуры типа «жидкость

23 промежуточных слой - твердое тело». Однако информация о характеристиках волн Лэмба в конкретных указанных выше слоистых структурах в литературе отсутствует.

Таким образом, анализ литературы показал, что исследования акустических волн в пьезоэлектрических пластинах, проводимые с начала 70-х годов прошлого столетия, касаются в основном пластин, толщина которых соизмерима или больше длины волны. Что касается вопросов распространения, возбуждения, отражения и преобразования акустических волн в тонких, по сравнению с длиной волны, пьезоэлектрических пластинах, то исследования носят отрывочный характер и не показывают полную картину явления.

Целью диссертационной работы является комплексное исследование характеристик акустических волн нулевого порядка, распространяющихся в тонких пьезоэлектрических пластинах, исследование новых эффектов на волнах в пластинах и поверхностных акустических волнах, и выработка рекомендаций для создания различных датчиков и устройств обработки сигналов на основе исследуемых волн.

В задачи исследований входит следующее:

1. Теоретическое и экспериментальное исследование закономерностей распространения акустических волн в тонких, по сравнению с длиной волны, пьезоэлектрических пластинах; влияния на их свойства как различных граничных условий, так и вязкой/проводящей жидкости.

2. Теоретическое исследование новых эффектов на поверхностных акустических волнах и волнах в пластинах.

3. Теоретическое и экспериментальное исследование процессов возбуждения и отражения от периодической системы отражательных элементов акустических волн в тонких, по сравнению с длиной волны, пьезоэлектрических пластинах.

4. Выработка рекомендаций для создания датчиков уровня жидкости, основанных на волнах Лэмба.

Достоверность полученных в настоящей диссертации теоретических результатов определяется корректностью постановки всех граничных задач, использованием точных вычислительных методов, а также количественным и качественным соответствием полученных в работе теоретических результатов экспериментальным данным и данным других авторов.

Научная новизна и значимость полученных результатов.

В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований:

1. Впервые выявлены основные закономерности распространения акустических волн нулевого порядка в тонких, по сравнению с длиной волны, пьезоэлектрических пластинах. Показано, что коэффициент электромеханической связи поперечно - горизонтальных волн нулевого порядка в тонких пьезоэлектрических пластинах характеризуется существенно большим значением коэффициента электромеханической связи по сравнению с волнами Лэмба, а также поверхностными акустическими волнами в одном и том же материале. При этом величина этого коэффициента для всех акустических волн нулевого порядка с ростом толщины пластины увеличивается, достигает максимума, а затем уменьшается. Обнаружено также, что дисперсия поперечно-горизонтальных волн нулевого порядка в тонких пьезоэлектрических пластинах увеличивается с ростом пьезоактивности волны, а для непьезоактивных направлений распространения дисперсия отсутствует.

2. Впервые предсказана возможность гибридизации акустических волн в пьезоэлектрических средах. Показано, что при электрическом закорачивании поверхности Y-X+150 пластины ниобата калия существует область значений параметра hf (h - толщина пластины, f - частота волны), в которой антисимметричная и поперечно-горизонтальная волны нулевого порядка могут образовывать гибридную моду.

3. Впервые предсказано, что фундаментальным свойством слабонеоднородных акустических волн, распространяющихся в пьезоэлектрических структурах, содержащих проводящие слои, является аномальный резисто-акустический эффект, т.е. с ростом проводимости слоя скорость таких волн растет, достигает максимума, а затем спадает, если глубина проникновения волны, превышает некоторое критическое значение. Величина этого эффекта также зависит от диэлектрической проницаемости прилегающей к пластине среды, и с ее уменьшением величина положительного изменения скорости увеличивается. Аномальный резисто- акустический эффект может также существовать при распространении слабонеоднородной поверхностной волны в пьезоэлектрической среде, находящейся в контакте с проводящей жидкостью.

4. Впервые предсказана возможность существования таких ситуаций, когда электрическое закорачивание поверхности структуры, содержащей проводящие слои, может приводить к увеличению скорости волны Лява. В этом случае коэффициент электромеханической связи, определяемый У обычно уравнением К = 2(V0 - Vm)/Vo, становится отрицательным. Это означает, что для подобных ситуаций указанное уравнение является некорректным, и величина К2 должна рассчитываться исходя из энергетических соображений.

5. Впервые предсказано существование таких кристаллографических ситуаций, при которых изменение электрических граничных условий на поверхности сильного пьезоэлектрика может приводить к трансформации «обобщенной» волны Гуляева-Блюстейна в обобщенную волну Рэлея и наоборот.

6. Впервые проведено теоретическое и экспериментальное исследование влияния температуры на характеристики акустических волн нулевого порядка в тонких, по сравнению с длиной волны, пластинах ниобата лития. Показано, что существуют кристаллографические ситуации, когда поперечно-горизонтальные волны нулевого порядка характеризуются не только большей величиной коэффициента электромеханической связи, но также обладают меньшим, по сравнению с поверхностными акустическими волнами, температурным коэффициентом задержки.

7. Проведено теоретическое исследование влияния электрического поля на характеристики акустических волн нулевого порядка в тонких, по сравнению с длиной волны, пластинах ниобата лития. Впервые обнаружено, что существуют такие кристаллографические ориентации, при которых характер полевой зависимости скорости вышеуказанных волн может быть изменен от линейной до квадратичной посредством изменения частоты волны.

8. Впервые проведено теоретическое и экспериментальное исследование отражения акустических волн нулевого порядка в тонких, по сравнению с длиной волны, пьезоэлектрических пластинах от системы периодических нагрузок. Анализ показал, что практически полное отражение вышеуказанных волн от таких отражательных структур, как периодические системы тонких проводящих полосок, механических нагрузок или канавок, может быть получено при гораздо меньшем числе отражательных элементов, чем в случае ПАВ.

Практическая значимость полученных результатов.

1. Разработан метод расчета коэффициента электромеханической связи, основанный на использовании модели плавного приближении идеально проводящего экрана к поверхности пьезоэлектрической пластины. Данный метод позволяет предотвратить нежелательные перескоки с одной ветви решения на другую при расчетах характеристик акустических волн в пьезоэлектрических пластинах.

2. Теоретическое и экспериментальное исследование влияния проводящей или вязкой жидкости на характеристики поперечно-горизонтальных волн нулевого порядка в пьезоэлектрических пластинах показало перспективность использования этих волн для создания измерителей проводимости, вязкости, диэлектрической проницаемости жидкости, химических и биологических датчиков. Эти датчики будут характеризоваться большей чувствительностью, чем аналогичные устройства на ПАВ. Несомненным их преимуществом будет являться возможность разнесения исследуемой жидкости и встречно-штыревых преобразователей на разные стороны пластины.

3. Теоретический анализ влияния внешнего статического электрического поля на характеристики акустических волн нулевого порядка, распространяющихся в тонких, по сравнению с длиной волны, пьезоэлектрических пластинах, показал, что значения коэффициентов управления скоростью акустических волн в пластинах соизмеримы с аналогичными характеристиками для поверхностных акустических волн (ПАВ). Однако, поскольку для анализируемых пластин h < X, а для ПАВ толщина подложки h»X, то для создания одинаковой напряженности электрического поля в звукопроводе для волн в пластинах требуется меньшее значение электрического напряжения, чем для ПАВ. Это открывает широкие перспективы разработки низковольтных акустических устройств обработки сигналов с электрически управляемыми характеристиками при условии развития технологии создания пластин толщиной ~ 5-10 мкм.

4. Теоретическое и экспериментальное исследование влияния температуры на характеристики акустических волн нулевого порядка в тонких пьезоэлектрических пластинах, позволяет проводить сознательный поиск

28 кристаллографических ситуаций, характеризующихся достаточно высоким значением коэффициента электро-механической связи и низким температурным коэффициентом задержки. Эта информация является полезной для создания устройств обработки сигналов на акустических волнах в пластинах.

5. Предложенная и испытанная в данной диссертационной работе новая методика определения элементов, эквивалентной схемы, описывающей встречно - штыревой преобразователь на поверхности пьезоэлектрической пластины, позволяет оптимизировать параметры создаваемых устройств на акустических волнах в пластинах.

6. Проведенный теоретический анализ влияния жидкости на характеристики акустических волн Лэмба 0-го, 1-го и 2-го порядков в стальных пластинах и структурах на их основе, содержащих промежуточный слой льда, показал, что эти волны могут быть использованы для определения уровня жидкости в закрытых резервуарах, используемых в газовой промышленности. Приведенные данные позволяют выбрать тип и частоту волны, толщину стальной пластины, а также предельно допустимую толщину слоя льда, при которых выбранная волна Лэмба обладает достаточной чувствительностью к присутствию жидкости. Полученные рекомендации позволили создать акустическое устройство контроля уровня жидкости в технологических емкостях газовой промышленности, которое прошло государственную приемку, и рекомендовано к серийному производству.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

1. Максимальное значение коэффициента электромеханической связи поперечно - горизонтальных волн нулевого порядка в тонких, по сравнению с длиной волны, пьезоэлектрических пластинах является существенно большим по сравнению с максимальными значениями этого коэффициента для волн Лэмба, а также для поверхностных акустических волн в одном и

29 том же материале. При этом значение коэффициента электромеханической связи для всех типов акустических волн нулевого порядка с ростом толщины увеличивается, достигает максимума, а затем уменьшается.

2. Дисперсия поперечно- горизонтальных волн нулевого порядка в тонких, по сравнению с длиной волны, пьезоэлектрических пластинах в отличие от антисимметричных и симметричных волн Лэмба нулевого порядка увеличивается с ростом коэффициента электромеханической связи волны, а для непьезоактивных направлений распространения дисперсия отсутствует.

3. Электрическое закорачивание одной из поверхностей пьезоэлектрической пластины может приводить к гибридизации акустических волн нулевого порядка в определенных областях частот и толщин пластины.

4. Фундаментальным свойством слабонеоднородных поверхностных акустических волн, распространяющихся в пьезоэлектрических структурах, содержащих проводящие слои, является аномальный резисто-акустический эффект, т.е. с ростом проводимости слоя скорость таких волн растет, достигает максимума, а затем спадает, если глубина проникновения волны, превышает некоторое критическое значение. Аномальный резисто-акустический эффект может также существовать при распространении слабонеоднородной поверхностной волны в пьезоэлектрической среде, находящейся в контакте с проводящей жидкостью.

5. Изменение электрических граничных условий на поверхности пьезоэлектрика может приводить к существенному изменению типа поверхностной волны, например, к трансформации «обобщенной» волны Гуляева-Блюстейна в обобщенную волну Рэлея и наоборот.

Личный вклад соискателя. Большинство представленных в диссертации результатов получено впервые автором, под его руководством или при его непосредственном участии. Обсуждение результатов, а также экспериментальные исследования проводились совместно с научным консультантом проф. Б.Д. Зайцевым. Часть работы выполнена в соавторстве с Бородиной И.А., защитившей под руководством соискателя диссертацию на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. Проф. С.Г. Джоши (Маркеттский ун-т, США) принимал участие в обсуждении полученных результатов. Теоретический анализ влияния жидкости на характеристики акустических волн Лэмба в структурах на основе стальных пластин выполнен совместно с к.т.н. В.Е.Сахаровым (ОАО «Газавтоматика», г. Москва). Экспериментальная проверка возможности создания датчика уровня жидкости для газовой промышленности и его апробация в реальных условия проводилась в ООО фирме «Саратовгазприборавтоматика».

Апробация результатов диссертации. Изложенные в диссертации результаты докладывались на Ultrasonic International'97 (Delft, The Netherlands, 1997), IEEE International Ultrasonic Symposium (Toronto, Canada, 1997), IV Международном Симпозиуме по поверхностным волнам в твердых телах и слоистых структурах (С.-Петербург, 1998), XIV Int. Congress on Acoustics (Seattle, USA, 1998), IEEE International Ultrasonic Symposium (Miyagi, Japan, 1998), Ultrasonic International^ (Lyngby, Denmark, 1999), IEEE International Ultrasonic Symposium (Nevada, USA, 1999), IEEE International Ultrasonic Symposium (Puerto-Rico, 2000), VI Международном Симпозиуме по поверхностным волнам в твердых телах и слоистых структурах (С.-Петербург, 2000), Ultrasonic International'Ol (Delft, The Netherlands, 2001), IEEE International Ultrasonic Symposium (Atlanta, USA, 2001), на научных семинарах Саратовского института радиотехники и электроники РАН, на семинаре кафедры ВФ и АНИ физического факультета СГУ, а также в Саратовском государственном техническом университете.

Связь работы с крупными научными программами, темами.

Часть результатов, представленных в диссертации получена в рамках исследований, проводившихся в 1997-2002 годах при поддержке гранта РФФИ №01-02-16266, ФЦП «Интеграция» (проект 696.3), ФЦП

31

Интеграция» (проект А0057/2000), хоздоговорной работы «Яхта-СФ-1», контрактов между Маркеттским университетом (США) и СО ИРЭ РАН, госбюджетных тем «Якорь-СФ-5», «Якорь-СФ-6». В этих темах соискатель являлся либо руководителем, либо ответственным исполнителем.

Опубликованность результатов. Список работ по теме диссертации включает 57 наименований, в числе которых 1 монография, 2 учебных пособия, 32 статьи в реферируемых журналах, 7 статей в материалах конференций, 15 тезисов докладов на международных конференциях. Общее количество страниц названных публикаций - 321.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, с изложением обзора литературы проведенных ранее исследований, шести глав, заключения, списка использованных источников и приложения. Полный объем диссертации составляет 320 стр. текста, в том числе 136 рисунков, 8 таблиц, библиографический список цитироваиных источников из 254 наименований, в том числе 57 публикаций автора по теме диссертационной работы.

Заключение диссертации по теме «Радиофизика», Кузнецова, Ирен Евгеньевна

Основные выводы теории подтверждены экспериментально [226-228].

296

9. Впервые предсказано существование аномального резисто- акустического эффекта при распространении слабонеоднородных поверхностных акустических волн в пьезоэлектрической среде, находящейся в контакте с проводящей жидкостью. Показано, что с уменьшением диэлектрической проницаемости жидкости величина положительного изменения скорости вследствие аномального эффекта увеличивается и может достигать 5% для ниобата калия, граничащего с жидкостью при диэлектрической проницаемости жидкости e,q = 2.5. При этом глубина проникновения волны уменьшается с ростом диэлектрической проницаемости жидкости, и при e,q = 80 аномальный эффект отсутствует. Таким образом, показано, что существует критическое значение глубины проникновения волны, при превышении которого появляется аномальный резисто-акустический эффект [229].

10. Впервые проведен строгий теоретический анализ влияния вязкой жидкости на характеристики SHo волны нулевого порядка в тонкой пьезоэлектрической пластине. Показано, что на волну в основном оказывает влияние лишь сдвиговая компонента вязкости, влияние же ее продольной компоненты очень незначительное. С увеличением вязкости механическое взаимодействие между SHo волной и жидкостью возрастает, скорость волны уменьшается, достигает минимума и резко возрастает при больших значениях вязкости (сог^/Сц > 1, где со - частота волны, Ц44 -сдвиговая компонента вязкости жидкости, Сц - упругая постоянная пластины). При этом затухание волны зависит от толщины пьезопластины и величины вязкости жидкости. Показано, что для h/X е [0.01-0.05] затухание SHo волны увеличивается с ростом вязкости жидкости и достигает насыщения при сог|44/Сц> 1. Для li/A е [0.05-0.5] затухание с ростом вязкости жидкости плавно увеличивается, достигает максимума, а затем уменьшается. Основные выводы теории подтверждены экспериментально [226, 227,230,231].

297

11. В результате теоретического анализа влияния освещенности на характеристики So и SHo волн, распространяющихся в структуре «пьезоэлектрическая пластина - фотопроводящий слой» показано, что существует определенное соотношение толщины пьезоэлектрической пластины (hi) и фотопроводящего слоя (h2), при котором такая структура обладает максимальной чувствительностью к освещенности в видимом оптическом диапазоне. Например, при hi = 0.1 А и I12 = 0.01 А изменения скорости и затухания SHo волны могут достигать 47% и 17 дБ/А, в структуре KNb03 - CdS [232].

12.Впервые проведен теоретический анализ влияния внешнего статического электрического поля на характеристики Ао, SHo и So волн, распространяющихся в тонких пьезоэлектрических пластинах. Показано, что значения коэффициентов управления скоростью этих волн электрическим полем соизмеримы с аналогичными характеристиками для ПАВ. Полученные результаты показывают возможность разработки низковольтных акустических устройств обработки сигналов с электрически управляемыми характеристиками при условии развития технологии создания пластин толщиной ~ 5-10 мкм. Это связано с тем, что для анализируемых пластин h < А, а для ПАВ толщина подложки h»A, поэтому для создания одинаковой напряженности электрического поля в звукопроводе для волн в пластинах требуется меньшее значение электрического напряжения, чем для ПАВ [149, 194, 234-236].

13.Впервые обнаружено, что влияние внешнего электрического поля на скорость акустических волн в пластинах ниобата лития существенно зависит от частоты. Таким образом, характер зависимости скорости акустической волны в тонкой пьезоэлектрической пластине от напряженности приложенного электрического поля может быть изменен от линейной до квадратичной путем изменения частоты волны [149, 234236].

14.Впервые проведен теоретический анализ влияния температуры на характеристики Ао, SHo и So волн в пластинах ниобата лития и титаната стронция. Показано, что существуют кристаллографические ситуации, когда SHo волны характеризуются не только большей величиной коэффициента электромеханической связи, но также обладают меньшим, по сравнению с ПАВ, температурным коэффициентом задержки. Данный вывод подтвержден экспериментально [238, 239].

15.Впервые проведен теоретический анализ отражения Ао, SHo и So волн в тонких пьезоэлектрических пластинах от различных отражательных структур (периодические системы тонких проводящих полосок, механических нагрузок или канавок). Показано, что практически полное отражения этих волн может быть получено при существенно меньшем числе отражательных элементов в отражательных решетках, чем для ПАВ. Например, в случае системы тонких проводящих полосок для практически полного отражения SHo волны необходимо 12 полосок, в то время как для ПАВ эта величина составляет 100-150 полосок. Для практически полного отражения SHo волны в ниобате лития при использовании в качестве отражателей системы механических нагрузок или канавок необходимо 10 полосок из серебра толщиной d=0.08h или 8 канавок глубиной d=0.25h. Полученные данные находятся в хорошем соответствии с экспериментом [240, 243,244].

16.Предложена новая методика определения элементов эквивалентной схемы встречно-штыревого преобразователя, которая позволяет оптимизировать параметры создаваемых устройств на акустических волнах в пьезоэлектрических пластинах. Например, добротность двухполюсного резонатора на SHo волнах, при помощи использования этой методики была повышена в три раза [246-248].

17.Проведенный теоретический анализ влияния жидкости на характеристики акустических волн Лэмба 0-го, 1-го и 2-го порядков в стальных пластинах показал, что эти волны могут быть использованы для определения уровня жидкости в закрытых резервуарах, используемых в газовой промышленности. Приведенные данные позволяют выбрать тип волны и оптимальные значения параметра hf при которых выбранная волна Лэмба обладает достаточной чувствительностью к присутствию жидкости. Было показано, что волна Лэмба Ai обладает высокой чувствительностью по затуханию к присутствию жидкости при величине hf « 5 км/с и может быть использована как информационная зондирующая волна [249, 252].

18.Проведенный теоретический анализ влияния внутренних наслоений льда на чувствительность акустических волн Лэмба к жидкости, показал, что и в этом случае антисимметричные и симметричные волны Лэмба могут быть использованы для определения уровня жидкости. При этом чувствительность этих волн к присутствию жидкости может, как уменьшаться, так и увеличиваться с ростом толщины льда в зависимости от значения параметра hf Полученные зависимости затухания от толщины слоя льда для различных значений параметра hf позволяют при заданных толщине металлической пластины и рабочей частоте / определить предельную толщину льда, при которой обеспечивается чувствительность, приемлемая для работы устройства. Например, для конкретного значения параметра hf « 5 км/с и использовании волны А\ толщина льда не должна превышать 0.15h [249].

19.На основе практических рекомендаций, полученных в результате теоретического анализа и проведенных экспериментов, было создано акустическое устройство контроля уровня жидкости в технологических емкостях газовой промышленности. Указанное устройство прошло государственную приемку и рекомендовано к серийному производству [251,252].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В данной диссертационной работе проведено комплексное исследование характеристик акустических волн нулевого порядка в пьезоэлектрических пластинах, проведено исследование впервые обнаруженных эффектов на акустических волнах, распространяющихся в пьезоэлектрических пластинах и структурах, исследовано влияние, как различных граничных условий, так и внешних воздействий на их характеристики, проанализированы условия их возбуждения и отражения. Решение этой крупной научной проблемы имеет важное фундаментальное и практическое значение, как для развития радиофизики, так и для создания элементной базы низкочастотного диапазона. В рамках указанного научного направления в работе получены следующие результаты: 1. Впервые выявлены основные закономерности распространения акустических антисимметричных (Ао) и симметричных (So) волн Лэмба, а также поперечно-горизонтальных (SHo) волн нулевого порядка в тонких, по сравнению с длиной волны, пьезоэлектрических пластинах [193-209]: Показано, что

- Коэффициент электромеханической связи (К2) Ао, SHo и So волн обладает ярко выраженной анизотропией. При этом с ростом толщины пластины его значение увеличивается, достигает максимума при h/А е [0.2-0.8] для Ао волн, h/A е [0.05-0.2] для SH0 волн, h/А е [0.1-0.25] для S0 волн, а затем уменьшается. Максимальное значение К2 для Ао волн всегда соизмеримо с его максимальным значением для поверхностных акустических волн

ПАВ) в том же самом материале. Максимальные значения К2 для So волн значительно больше, чем для Ао волн и ПАВ в одном и том же материале и составляют 30% и 68% для ниобата лития и ниобата калия, соответственно.

Что касается SH0 волн, то они характеризуются наибольшим значением К по сравнению с Ао и So волнами, а также ПАВ, в одном и том же материале. Например, максимальные значения К2 для SHo волн в

293 пластинах ниобата лития и ниобата калия составляют 36% и 98%, соответственно. Последняя цифра является рекордной среди всех известных в настоящее время материалов и типов неоднородных волн. Ао волна характеризуется отсутствием или слабой анизотропией фазовой Уф и групповой Vpp скоростей, величина которой увеличивается с ростом нормированной на длину волны толщины пластины h/A,. При h/A, < (h/A,)Iip , где (h/A,)np зависит от конкретного материала, фазовая и групповая скорости, в основном, определяются толщиной пластины, а не ее ориентацией. Кроме того, эта волна обладает сильной дисперсией, которая является положительной аномальной, поскольку VrpttV,}, и Угр>Уф. SH0 волна характеризуется сильной анизотропией фазовой и групповых скоростей. При этом ее дисперсия максимальна в тех направлениях распространения, где величина коэффициента электромеханической связи (К2) наибольшая, а для непьезоактивных направлений распространения SHo волны дисперсия практически отсутствует. Это означает, что электрические граничные условия для SH0 волны играют более существенную роль, чем механические. Что касается характера дисперсии, то в зависимости от направления распространения и среза она может быть как положительной нормальной, так и положительной аномальной. В целом, SHo волна характеризуется более слабой дисперсией по сравнению с Ао и So волнами в одном и том же материале.

Фазовая и групповая скорости S0 волны, аналогично SHo волне, характеризуются ярко выраженной анизотропией. Дисперсия этой волны в большинстве случаев максимальна там, где коэффициент электромеханической связи наибольший. Но при этом, в отличие от SHo волны, дисперсия не исчезает для непьезоактивных направлений распространения, т.е. электрические и механические граничные условия для So волн имеют примерно соизмеримые вклады. Для ряда срезов и направлений распространения дисперсия S0 волны резко увеличивается в

294 области значений толщины пластины h/A.~0.25, что может иметь важное практическое значение при разработке дисперсионных фильтров и линий задержки. Установлено также, что So волны обладают положительной нормальной дисперсией, поскольку Vrp ТТ Уф и Угр<Уф.

2. Впервые предсказана возможность существования взаимно связанных акустических волн в пьезоэлектрических средах. Показано, что при электрическом закорачивании поверхности Y-X+150 пластины ниобата калия существует область значений параметра hf (h - толщина пластины, f - частота волны), в которой Ао и SHo волны могут образовывать гибридную моду [214].

3. Впервые показано, что влияние тонкого слоя с произвольной проводимостью на скорость и затухание So и SHo волн в тонких пьезоэлектрических пластинах существенно больше, чем на аналогичные характеристики ПАВ, распространяющихся в одном и том же материале. Самым высоким затуханием характеризуется SHo волна в пластине Y-X ниобата калия (30 дБ/А.). Эта величина затухания является рекордной для всех типов волн и для всех известных в настоящее время материалов [215218].

4. Разработан метод расчета коэффициента электромеханической связи акустических волн в пластинах, который позволяет предотвратить нежелательные перескоки с одной ветви решения на другую. Метод основан на анализе характеристик рассматриваемой волны при плавном приближении или удалении идеально проводящего экрана к или от поверхности пьезоэлектрической пластины [217-218].

5. Впервые предсказано существование аномального резисто- акустического эффекта, который является фундаментальным свойством слабонеоднородных поверхностных акустических волн. Показано, что с ростом проводимости тонкой пленки на поверхности пьезоэлектрика скорость слабонеоднородной поверхностной акустической волны сначала

295 увеличивается, достигает максимума и только затем уменьшается, если глубина проникновения волны, превышает некоторое критическое значение. Величина положительного изменения скорости тем больше, чем больше пьезоактивность материала. Например, для ниобата калия положительное изменение скорости вследствие аномального эффекта может достигать 8% [219-222].

6. Впервые предсказано, что электрическое закорачивание поверхности пьезоэлектрической структуры, состоящей из слоя сульфида кадмия и полубесконечного кристалла ниобата калия, может приводить к увеличению скорости волны Лява. В этом случае коэффициент электромеханической связи, определяемый обычно уравнением К2 = 2(Vo -Vm)/V0, становится отрицательным. Это означает, что для подобных ситуаций данное уравнение является некорректным и величина К2 должна определяться исходя из энергетических соображений [219].

7. Впервые предсказано, что изменение электрических граничных условий па поверхности пьезоэлектрика может приводить к изменению типа поверхностной акустической волны. Например, при приближении идеально проводящего экрана к поверхности Y-среза ниобата калия обобщенная волна Рэлея, распространяющаяся в направлении Х+15°, трансформируется в «обобщенную» волну Гуляева-Блюстейна [225].

8. Впервые проведен строгий теоретический анализ влияния проводящей жидкости на характеристики SH0 волн. Показано, что максимальные значения относительного изменения скорости соответствуют диапазону толщин пластины h/A, е [0.1-0.5], не зависят от частоты и составляют 1.5%, 6% и 33% для танталата лития, ниобата лития и ниобата калия, соответственно. Что касается затухания, то его максимум соответствует диапазону толщин h/A, е [0.1-0.8] и составляет 0.45 дБ/Я,, 1.7 дБ/Я, и 11.0 дБ/А, для танталата лития, ниобата лития и ниобата калия, соответственно.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Кузнецова, Ирен Евгеньевна, 2003 год

1. Викторов И.А. Физические основы применения ультразвуковых волн Рэлея и Лэмба в технике. М.: Наука, 1966.

2. Lamb Н. On waves in an elastic plate // Proc. Roy. Soc. London A, 1917, v.93, p. 14

3. Бреховских Л.М. Волны в слоистых средах. М. 1957. гл.1.

4. Кольский Г. Волны напряжения в твердых телах. Пер. с англ. М. 1955. 4.1. гл.З.

5. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория упругости. 3 изд. М. 1968. гл. 1-3 (Теоретическая физика. Т.7)

6. Методы и приборы ультразвуковых исследований. В кн. «Физическая акустика», ч.А, т.1. / под ред. У.Мэзона. М.: Мир, 1966.

7. Auld В.A. Acoustic fields and waves in solids. Vol.2. New York: Willey, 1973.

8. Викторов И.А. Звуковые поверхностные волны в твердых телах. М.: Наука. 1981. 287 С.

9. Rose J.L. Ultrasonic waves in solid media. New York: Cambridge University Press, 1999.

10. Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике, пер. с нем., 1956. 4.2.

11. Nongaillard В., Ourak М., Logette P. and Gazalet M.G. Nondestructive surface testing method using focused ultrasonic surface and Lamb waves// J. Appl. Phys., 1985, v. 57, no. 5, pp. 1746-1748.

12. Ермолов И.Н., Алешин Н.П., Потапов А.И. Неразрушающий контроль. Кн. 2. М.: Высшая школа, 1991.

13. Выборное Б.И. Ультразвуковая дефектоскопия. М.: Металургия, 1974. 240с.

14. Ghosh Т., Kundu Т., Karpur P. Efficient use of Lamb modes for detecting defects in large plates // Ultrasonics, 1998, v. 36, pp. 791-801.

15. Применение ультразвука в промышленности. М.: София. 1975.

16. Wagers R.S. Spurious acoustic responses in SAW devises // Proc. of the IEEE, 1976, vol.64, no.5, pp.699-702.

17. Wagers R.S. Plate modes in surface acoustic wave devices. In Physical Acoustics, Ed. Mason W.P. and Thurston R.N. New York: Academic Press, 1977. vol. 13.

18. Григорьевский В.И., Козлов А.И., Плесский В.П., Терешков В.П. Расчет дисперсионных кривых мод Лэмба в пластинах ниобата лития YZ-среза // Акуст. журн., 1985, т. 31, №1, с.42-44.

19. Кучеров И .Я., Островский И.В. Нормальные волны в пластинках кристаллов симметрии Сс\Н Укр. Физич. Журн., 1970, т. 15, №7, с. 1155-1163.

20. Кучеров И.Я., Островский И.В. Возбуждение волн Лэмба в монокристаллах CdS // ФТТ, 1968, т. 10, №9, с. 2814-2815.

21. Кучеров И.Я., Островский И.В. Возбуждение поперечных волн в пластинках CdS и влияние проводимости на их затухание// Укр. Физич. Жури., 1971, т. 16, №.2, с.209-213.

22. Бурлий П.В., Кучеров И.Я., Омельяненко М.Ю., Островский И.В. Исследование влияния проводимости на скорость распространения волн Лэмба в CdS// Укр. Физич. Журн., 1975, т.20, №2, с.327-329.

23. Toda К. Lamb wave delay lines with interdigital electrodes // J. Appl. Phys., 1973, v.44, no.l, pp.56-62.

24. Toda K. Frequency characteristics of an interdigital transducer for Lamb wave excitation // J. Appl. Phys., 1974, v.45, pp. 5136-5140.

25. Toda K. Lamb wave in a thin piezoelectric ceramic plate under the influence of static tensile stress//J. Appl. Phys., 1975, v.46, pp.5114-5115.

26. Toda K., Shinoda Y. Unidirectional transducer for Lamb wave delay line // Electron. Letters, 1977, v.13, no. 12, pp.363-364.

27. Toda K., Mizutani K. A Lamb wave voltage sensor // J. Acoust. Soc. Am., 1983, v.74, no.3, pp.677-679.

28. Mizutani K. and Toda K. Analysis of Lamb wave propagation characteristics in rotated Y-cut X- propagation LiNb03 plates // Electron, and Communic. in Japan. 1986. pt. 1. V. 69. N.4. P.47-55.

29. Grandia W.A., Fortunko C.M. NDE application of aircoupled ultrasonic transducers // Proceed, of IEEE Ultras. Symp., 1994, pp.697-709.

30. Degeterkin F.L., Atalar A., Khuri-Yakub B.T. Micromachinable leake wave air transducers // Proceed, of IEEE Ultras. Symp., 1997, pp.975-978.

31. Joshi S.G., Jin Y. Propagation of ultrasonic Lamb waves in piezoelectric plates // J. Appl. Phys. 1991. V.70. N.8. P.4113-4120.

32. Joshi S.G., Jin Y. Electromechanical coupling of ultrasonic Lamb waves// J. Acoust. Soc. Am., 1993, v.94, no.l, pp. 261-267.

33. Jin Y. and Joshi S.G. Lamb wave propagating in 128° Y-X litium niobate plates // IEEE Int. Utrason. Symp., 1993, P.847-851.

34. Jin Y. and Joshi S.G. Characteristics of ultrasonic Lamb waves in 128° rotated Y-cut litium niobate // IEEE Trans, on Utras., Ferroel. and Freq. Contr., 1994, v. 41, №2, pp.279-283.

35. Jin Y., Joshi S.G. Propagation of quasi- shear- horizontal acoustic wave in Z-X lithiumniobate plates // IEEE Trans, on Ultras., Ferroel., and Freq. Contr., 1996, v.43, pp. 491-494.302

36. Joshi S.G., Jin Y. Characteristics and application of quasi-shear-horizontal acoustic waves // Ultrasonics, 1996, v.34, pp.507-509.

37. Sun Z., Mao Y., Jiang W., Zhang D. Influence of electrical boundary conditions on Lamb wave propagation in piezoelectric plates // IEEE Int. Ultrason. Symp., 1998, pp. 435-438.

38. Adler E.L. Electromechanical coupling to Lamb and shear- horizontal modes in piezoelectric plates// IEEE Trans, on Ultras., Ferroel., and Freq. Control. 1989. V.36. N.2. P.223-231.

39. Teston F., Feuillard G., Certon D., Janin Y., Tessier L., Lethiecq M. Characteristics of Lamb waves in piezoelectric ceramics // IEEE Int. Ultrason. Symp., 1997, pp. 363-366.

40. Motegi K., Toda K. Lamb wave propagation characteristics in piezoelectric ceramic plate with spatially varying thickness // IEEE Int. Ultras. Symp., 1999, pp. 573-576.

41. Zgonik M., Schlesser R., Biaggio I., Tscherry J., Gunter P., Voit E. Materials constants of KNb03 relevant for electro- and acousto-optics // J. Appl. Phys., 1993, v.74, N2, pp. 1287-1297.

42. Nakamura K., Oshiki M. Theoretical analysis of horizontal shear mode piezoelectric surface acoustic waves in potassium niobate // Appl. Phys. Lett., 1997, v.71, pp.3203-3205.

43. Odagawa H., Matsumura Т., Yamanouchi K. Super high electromechanical coupling and zero-temperature characteristics of KNbCh and its applications for low loss wide band filters // IEEE Int. Ultras. Symp., 1997, pp.235-23 8.

44. Yamanouchi K., Odagawa H., Kojima Т., Matsumura T. Theoretical and experimental study of super high electromechanical coupling surface acoustic wave propagation in KNbCb single crystal // Electon. Lett., 1997, v.33, no.3, pp. 193-194.

45. Nakamura K., Oshiki M., Kitazume H. SH-mode SAW and its acousto-optic interaction in KNb03//IEEE Int. Ultras. Symp., 1998, pp. 1305-1308.

46. Yamanouchi K., Odagawa H. Super high electromechanical coupling and zero temperature coefficient surface acoustic wave substrates in KNb03 single crystal // IEEE Trans, on Ultras., Ferroel. and Freq. Contr., 1999, v.46, no.3, pp.700-705.

47. Yamanouchi K., Odagawa H. Theoretical and experimental study of surface acoustic wave substrates with super high coupling// IEEE Int. Ultras. Symp., 2000, pp.337-340.

48. Slobodnik A.J., Conway J.R. and E.D. Microwave acoustic handbook. V.1A. Surface wave velocities. Air Force Systems Command, USAF. 1973.

49. Adler R. Simple theory of acoustic amplification // IEEE Trans, on Sonics and Ultrason., 1971, v.SU-18, no.3, pp.115-118.

50. Snider D.R., Fredricksen H.P., Schneider S.C. Surface acoustic wave attenuation by a thin film // J. of Appl. Phys., 1981, v.52, no.5, pp. 3215-3222.

51. Wixforth A., Scriba J., Wassermeier J., Kotthaus G., Weimann G., Schlapp W. Interaction of surface acoustic waves with a two-dimensional electron system in LiNbCh GaAs/AlGaAs sandwich structure // J. Appl. Phys., 1988, v.64, pp. 2213-2215.

52. Wixforth A., Scriba J., Wassermeier M., Kotthaus J.P., Weimann G., Schlapp W. Surface acoustic waves on GaAs/AlxGai.xAs heterostructures // Phys. Rev. В., 1989, v.40, no. 11, pp. 7874-7886.

53. Зайцев Б.Д. Кузнецова И.Е. Нефедов И.С. Затухание акустических волн Рэлея на поверхности арсенида галлия со слоем двумерного электронного газа//Письма в ЖТФ.1994. т.20. в.4. с.60-64.

54. Zaitsev B.D. Kuznetsova I.E. Surface acoustic waves in a gallium arsenide conducting layer structure // IEEE Trans, on Ultras. Ferroel. and Freq. Contr.l996.v.43. No.6. p.l 130-1132.

55. Kissine V.V., Sysoev V.V., Voroshilov S.A. Individual and collective effects of oxigen and ethanol on the conductance of SnC>2 thin films // App. Phys. Lett., 2000, v. 76, no. 17, pp. 23912393.

56. Frank J., Fleischer M., Meixner H., Feltz A. Enhancement of sensitivity and conductivity of semiconducting GazCh gas sensors by doping with SnC>2 // Int. Conf. on Solid State Sensors and Actuators, 1997, vol. 2, Chicago, pp. 955-958.

57. Bates J. R., Kathirgamanathan P., Miles R. W. Fabrication of device for detecting gases using conductivity changes of electrodeposited Bu4NNi(dmit)2 thin films // Electronics Letters,1995, v. 31, no. 5, pp. 1225-1227.

58. Ricco A.J., Martin S.J., Zipperian Т.Е. Surface acoustic wave gas sensor based on film conductivity changes// Sensors and Actuators, 1985, v.8, pp. 319-333.

59. Anisimkin I.V., Anisimkin V.I., Caliendo C., Verona E., Penza M. A study of SAW sensing versus gas concentration// Proc. of IEEE Ultras. Symp., 1999, pp. 485-488.

60. Shen C.Y., Shen Y.T., Horgn R.S. Chemical sensor using surface acoustic wave devices on proton-exchanged LiNb03 // Proc. of IEEE Int. Ultras. Symp., 1998, pp. 501-504.

61. Ballantine D.S., White R.M., Martin S.J., Ricco A.J., Zellers E.T., Frye G.C., Wohltjen H. Acoustic Wave Sensors. San Diego: Academic Press, 1997.

62. Rotter M., Ruile W., Wixforth A., Kotthaus J.P. Voltage controlled SAW velocity in GaAs/LiNbCb hybrids // IEEE Trans, on Ultras., Ferroel., and Freq. Contr., 1999, v.46, no.l, pp.120-125.

63. Joshi S.G. Surface acoustic wave device for measuring high voltage // Rev. Sci. Instruments, 1983, vol. 54, pp.1012-1016.

64. Wixforth A., Kotthaus J.P. Interaction of surface acoustic waves with inversion electrons on GAAs in quantizing magnetic fields // Springer Series in Solid State Science, 1989, v.87, pp.94103.

65. Folen V.J., Vittoria C., Webb D.C., Davis K.L. Magnetically tuned surface acoustic wave device// Patent USA, # 4078186, 1978.

66. Kacedon D.B., Rao R.A., Eom C.B. Magnetoresistance of epitaxial thin films of ferromagnetic metallic oxide SrRuCb with different domain structures // Appl. Phys. Lett., 1997, v.71, no. 12, pp. 1724-1726.

67. Морган Д. Устройства обработки сигналов на поверхностных акустических волнах. М.: Радио и связь, 1990. 415 с.

68. Кайно Г. Акустические волны. Устройства, визуализация и аналоговая обработка сигналов. М.: Мир, 1990. 652 с.

69. Giulio M.D., Micocci G., Siciliano P., Tepore A. Photoelectronic and optical properties of amorphous gallium-selenide thin films // J. Appl. Phys., 1987, v.62, no. 10, pp. 4231-4235.

70. Lakin K.M. Perturbation theory for electromagnetic coupling to elastic surface waves on piezoelectric substrate // J. of Appl. Phys., 1971, v.42, no. 3, pp. 899-906.

71. Kino G.S., Reeder T.M. A normal mode theory for the Rayleigh wave amplifier // IEEE Trans, on Sonics and Ultrason., 1971, v.SU-18, no. 10, pp.909-920.

72. Nalamwar A.L., Epstein M. Surface acoustic waves in strained media // J. of Appl. Phys., 1976, v.47, no. 1, pp. 43-48.

73. Vellekoop M.J. Acoustic wave sensors and their technology // Ultrasonics, 1998, v.36, no.l-5, pp. 7-14

74. Black J.P., Chen В., Quinn R., Madou M., White R.M. Comparison of the performance of flexural plate wave and surface acoustic wave devices as the detector in a gas chromatograph // Proc. IEEE Ultras. Symp., 2000, pp. 435-440.

75. Tiersten H.F., Sinha B.K. Perturbation analysis of the attenuation and dispersion of surface waves//J.Appl. Phys., 1978, vol.49, no.l, pp.87-95.

76. Kondoh J., Shiokawa S. SH-SAW taste sensor based on acoustoelectric interaction// Proc. of IEEE Int. Ultras. Symp., 1993, pp.421-424.

77. Kondoh J., Shiokawa S. New application of shear horizontal surface acoustic wave sensors to identifying fruit juices//Jpn. J. Appl. Phys, 1994, vol. 33, pp.3095-3099.

78. Kondoh J., Shiokawa S. SH-SAW devices as effective identification system for liquids // Proc. of IEEE Int. Ultras. Symp., 1994, pp.507-512.

79. Shiokawa S., Kondoh J. Surface acoustic wave sensor for liquid phase application // Proc. of IEEE Int. Ultras. Symp., 1999, pp.445-452.

80. Kondoh J., Muramatsu Т., Nakanishi Т., Shiokawa S. Development of surface acoustic wave liquid sensing system and application for Japanese tea measurements // Proc. of IEEE Int. Freq.

81. Control Symp., 2001, pp.497-501.

82. Kondoh J., Furukawa Т., Matsui Y., Shiokawa S. Identification of ionic solutions using a liquid flow system with SH-SAW sensors // Proc. of IEEE Int. Ultras. Symp., 1996, pp.3 89-394.

83. Caliendo C., D'Amico A., Verardi P., Verona E. K+ detection using shear horizontal acoustic modes//Proc. of IEEE Int. Ultras. Symp., 1990, pp.383-387.

84. Furukawa S., Obana M., Nomura T. Effects of ions in liquid on leaky SAW character ^ propagating along liquid/layered- substrate structures // Proc. of IEEE Int. Ultras. Symp., 1996,pp.599-602.

85. Yamazaki Т., Kondoh J., Matsui Y., Shiokawa S. Estimation of components and concentrations in mixture solutions of electrolytes using a liquid flow system with acoustic wave sensor//Proc. of IEEE Int. Ultras. Symp., 1998, pp.505-508.

86. Ro R., Chang S.Y., Hwang R.C., Lee D.H. Identification of ionic solutions using a SAW . liquid sensor//Proc. National Science Council ROC (A), 1999, vol.23, no.6, pp. 810-815.

87. Niemczyk T.M., Martin S.J., Frye G.C., Ricco A.J. Acoustoelectric interaction of plate modes with solutions//J. Appl. Phys., 1988, v.64, no. 10, pp.5002-5008.

88. Martin S.J., Ricco A.J., Niemczyk T.M., Frye G.C. Characterization of SH acoustic plate mode liquid sensor // Sensors and Actuators, 1989, vol.20, pp.253-268.

89. Josse F., Haworth D.T., Kelkar U.R., and Shana Z.A. LiNbOj acoustic plate mode sensor for dilute ionic solutions// Electron. Lett., 1990, v.26, no. 13, pp.834.

90. Andle J. C., Vetelino J. F., Josse F. A theoretical study of acoustic plate modes as biosensing elements//Proc. of IEEE Int. Ultras. Symp., 1991, pp. 285-288.

91. Josse F., Shana Z. A., Haworth D. Т., Liew S., Grunze M. On the use of ZX-LiNb03 acoustic plate mode devices as detectors for dilutes electrolytes // Sensors and Actuators B, 1992, vol. 9, pp.97-112.

92. Dahint R., Josse F., Riedel S. A., Grunze M. Identification of metal ion solutions usingacoustic plate mode devices and pattern recognition // IEEE Trans, on Ultras., Ferroel. and Freq. Contr., 1993, vol.40, no. 2, pp.114-120.

93. Schweyer M. G., Andle J. C., McAlister D. J., French L.A., Vetelino J. F. An acoustic plate mode sensor for aqueous mercury// Proc. of IEEE Int. Ultras. Symp., 1996, pp. 355-358.

94. Moriizzumi Т., Unno Y., Shiokawa S. New sensor in liquid using leaky SAW // Proc. of IEEE Int. Ultras. Symp., 1987, pp. 579-582.

95. Kovacs G., Lubking G.W., Vellekoop M.J., Venema A. Love waves for (bio)chemical sensing in liquids // Proc. of IEEE Int. Ultras. Symp., 1992, pp. 281-285.

96. Jakoby В., Vellekoop M.J. Viscous losses of shear waves in layered structures used for Щ biosensing // Proc. of IEEE Int. Ultras. Symp., 1998, pp. 493-496.

97. Bender F., Cernosek R.W., Josse F. Love-wave biosensors using cross-linked polymer waveguides on LiTa03 substrates // Electron. Lett., 2000, v.36, no. 19, pp. 1672-1673.

98. Andle J. C., Vetelino J. F., Lec R., McAlister D. J. An acoustic plate mode immunosensor // Proc. of IEEE Int. Ultras. Symp., 1989, pp. 579-584.

99. Andle J., Vetelino J., Lade M., McAlister D. Detection of nucleic acid hybridization with an acoustic plate mode microsensor// Proc. of IEEE Int. Ultras. Symp., 1990, pp. 291-294.

100. Andle J. C., Vetelino J. F., Lec R., McAlister D. J. An acoustic plate mode immunosensor // IEEE Workshop on sensors and actuators, 1990, pp.82-85.

101. Andle J., Vetelino J., Lade M., McAlister D. An acoustic plate mode biosensor // Sensors and Actuators B, 1992, v.8, pp. 191-198.

102. Andle J.С., Josse F., Vetelino J.F., McAlister D.J. Design of an improved acoustic plate mode delay line for biosensor applications // Proc. of IEEE Int. Ultras. Symp., 1992, pp. 2871. V 292.

103. Andle J.C., Weaver J.T., Vetelino J.F., McAlister D.J., Josse F. Application of unidirectional transducers in acoustic plate mode biosensors // Proc. of IEEE Int. Ultras. Symp., 1993, pp. 331-335.

104. Dahint R., Bender F. A concentration dependent study of acoustic plate mode immunosensor response using antigen/antibody systems with different binding ability // IEEE Trans, on Ultrason., Ferroel. and Freq. Contr., 1998, vol.45, no. 5, pp. 1216-1220.

105. Josse F. Acoustic wave liquid-phase-based microsensors // Sensors and Actuators A, 1994, ^ v.44, pp. 199-208.

106. Josse F., Andle J., Vetelino J., Dahint R., Grunze M. Theoretical and experimental study of mass sensitivity of PSAW-APMs on ZX-LiNbC^ // IEEE Trans, on Ultrason., Ferroel. and Freq. Contr., 1995, vol.42, no. 4, pp. 517-524.

107. Dahint R., Schumacher J., Josse F., Grunze M., Andle J. F., Vetelino J. F. On the mass sensitivity of acoustic plate mode sensors // Proc. of the 8th Int. Conf. on Solid-State Sensors and Actuators, Stockholm, Sweden, 1995, pp.758-760.

108. Teston F., Feuillard G., Tessier L., Lethecq M. Mass sensitivity of acoustic plate mode in 4 liquids// IEEE Trans, on Ultras., Ferroel., and Freq. Control,1998, v.45, no.5, pp. 1266-1272.

109. Toda K., Sawaguchi A. Propagation characteristics of shear-horizontal plate modes on water-loaded LiNb03 //Jpn. J. Appl. Phys., Pt.l, 1994, vol.33, no.5b, pp.2949-2952

110. White R.M., Wicher P.J., Wenzel S.W., Zellers E.T. Plate mode ultrasonic oscillator sensors// IEEE Trans, on Ultras., Ferroel., and Freq. Control, 1987, v.34, no.2, pp. 162-170.

111. Wenzel S.W., Martin B.A., White R.M. Generalized lamb wave multisensor // Proc of IEEE Int. Ultrason. Symp., 1988, pp.563-567.I

112. White R.M., Wenzel S.W. Fluid loading of a Lamb-wave sensor // Appl. Phys. Lett., 1988, v.52, no.20, pp. 1653-1655.

113. Wenzel S.W., White R.M. A multisensor employing an ultrasonic Lamb wave oscillator // IEEE Trans, on Ultras., Ferroel., and Freq. Control,1988, v.35, no.6, pp.735-743.

114. Costello B.J., Wenzel S.W., Wang A., White R.M. Gel-coated Lamb wave sensors // Proc. of IEEE Int. Ultrason. Symp., 1990, pp.279-283.

115. Ricco A.J., Martin S.J. Acoustic wave viscosity sensor // Appl. Phys. Lett., 1987, v. 50, no.21, pp. 1474-1476.

116. Wu J., Zhu Z. The influence of liquid layers on the propagation of Lamb waves // Proc. of

117. EE Int. Ultrason. Symp., 1991, pp.383-386.

118. Wu J., Zhu Z. The propagation of Lamb waves influence in a plate bordered with layers of a liquid//J. Acoust. Soc. Am., 1992, v.9I, no.2, pp. 861-867.

119. Wu J., Zhu Z. Sensitivity of Lamb wave sensors in liquid sensing // IEEE Trans, on Ultras., Ferroel., and Freq. Control, 1996, v.43, no.l, pp.71-73.

120. Shana Z., Josse F. Analysis of liquid-phase-based sensors utilizing SH surface waves onrotated Y-cut quarts//Proc. of IEEE Int. Ultrason. Symp., 1988, pp.549-554.

121. Josse F., Shana Z. Analysis of shear horizontal surface waves at the boundary between a piezoelectric crystal and viscous fluid medium // J. Acoust. Soc. Am., 1988, v.84, no.3, pp. 978984.

122. Josse F., Sanna Z. Effects of liquid relaxation time on SH surface waves liquid sensors // J. Acoust. Soc. Am., 1989, v. 85, no.4, pp. 1556-1559.

123. Wenzel S.W., White R.M. Analytic comparison of the sensitivities of bulk-wave, surface 1 wave, and flexural plate wave ultrasonic gravometric sensors // Appl. Phys. Lett., 1989, v.54,no.20, pp. 1976-1978.

124. Васъкова В.И., Деев В.Н., Пятаков П.А. Фотоиндуцированное изменение скорости поверхностной акустической волны в кристаллах силиката и германата висмута// Физика тв. тела, 1984, т. 26, в. 8, с. 2338-2343.

125. Миргородский В.И., Пешин С.В. Акустоэлектронное затухание в условиях нестационарной фотопроводимости// ФТП, 1988, т. 22, в. 8, с. 1486-1488.

126. Rotter М., Rocke С., Bohm S., Lorke N., Wixforth A., Ruile W., Korte L. Single chip fused hybrids for acoustoelectric and acoustooptics applications // Appl. Phys. Lett., 1997, v. 70. pp. 2097-2099.

127. Ahrenkiel R.K., Levi D.H., Johnston S., Song W., Mao D., Fischer A. Photoconductive lifetime of CdS used in thin film solar cells // Proc. of 26th IEEE Photovoltaic Specialist Conf., 1997, pp. 535-538.

128. Олеск A.O. Фоторезисторы. M.: Энергия, 1966. 128C.

129. Джоши С.Г. Электрическое регулирование времеии задержки в линиях задержки на ПАВ в кристалле LiNbOj//ТИИЭР, 1982, т.70, вып.1,с. 112-113.

130. Joshi S.G. Electrically variable time delay in piezoelectric media // USA Patent, # 302222, 14.09.1981.

131. Cho Y., Yamanouchi K. Nonlinear, elastic, piezoelectric, electrostrictive and dielectric constants of lithium niobate//J. Appl. Phys. 1987. V.61(3). N.l. P.875-887.

132. Лямов B.E. Поляризационные эффекты и анизотропия взаимодействия акустических волн в кристаллах. М.: Изд-во МГУ, 1983. 223 С.

133. Зайцева М.П., Кокорин Ю.М., Сандлер Ю.М., Заглевский В.М., Сорокин Б.П., Сысоев A.M. Нелинейные электромеханические свойства ацентричных кристаллов // Новосибирск: Наука, 1988, 177 С.

134. Бурков С.И., Зайцева М.П., Кокорин Ю.И., Соболев Б.В., Сорокин Б.П., Четвергов Н.А. Анизотропия управления скоростью ОАВ электрическим полем в пьезоэлектриках со структурой селенита П Акуст. журн., 1986, т.32, в.5, с.664-666.

135. Зайцев Б Д. Калинин В.Ю. Кузнецова И.Е. Влияние внешнего электрического поля на характеристики ПАВ в титанате стронция // Акуст.журнал. 1996. Т. 42. N3. с.383-388.

136. Zaitsev В.Р. Kuznetsova I.E. Electroacoustic SAW interaction in strontium titanate // IEEE Trans, on Ultras. Ferroel. and Freq. Contr. 1996. v.43. no.4. p.708-711.

137. Zaitsev B.D. Kuznetsova I.E. External homogeneous electric field effect on the properties of Ravleigh SAW in lithium niobate // IEEE Trans, on Ultras. Ferroel. and Freq. Contr. 1996. v.43. no.4. p.701-707.

138. Зайцев Б Д. Кузнецова И.Е. Влияние внешнего однородного электрического поля на свойства ПАВ Рэлея в ниобате лития // Акуст. журнал. 1997. Т. 43. N1. с. 116-118.

139. Kuznetsova I.E. Zaitsev B.D. Polvakov P.V. Mvsenko M B. External electric field effect on the properties of Bleustein -Gulvaev surface acoustic waves in lithium niobate and strontium titanate// Ultrasonics. 1998. v.36. No.l-5.pp.431-434.

140. Зайцев Б.Д. Кузнецова И.Е. Мысенко М.Б. Поляков П.В. Влияние внешнего электрического поля на свойства ПАВ Гуляева-Блюстейна в ниобате лития и титанате стронция // Акуст. журн. 1998. т.44. №6. с. 800-802.

141. Zaitsev В.P. Kuznetsova I.E. Electric field influence on acoustic waves // In "Handbook of an advanced photonic and electronic materials and devices" Ed. by H.S.Nalwa. V.4. Ch.4. New York: Academic Press. 2000. pp. 139-174.

142. Hruska C.K. On the linear polarizing effect with a-Quartz AT plates // IEEE Trans, on Sonics and Ultras., 1981, v.SU-28, no.2, pp.108-110.

143. Белый B.H., Севрук Б.Б. Влияние постоянного электрического поля на свойства волн Лэмба в центросимметричных материалах с высокой диэлектрической проницаемостью // ДАН БССР, 1984, т.28, в.4, с. 332-335.

144. Palma A., Palmieri L., Socino G., Verona E. Acoustic Lamb wave-electric field nonlinear interaction in YZ LiNb03 plates//Appl. Phys. Lett., 1985, v.46, no.l, pp. 25-27.

145. Palmieri L., Socino G., Verona E., Tran H.T., Marini A. Nonlinear electroacoustic interaction between a bias electric field and acoustic Lamb modes in LiNb03 plates // J. Appl. Phys., 1988, vol. 64, no.3, pp.1033-1039.

146. Сиротин Ю.И., Шаскольская М.П. Основы кристаллофизики. М.: Наука, 1979. 639с.

147. Sinha В.К., Tiersten H.F. On the temperature dependence of the velocity of surface waves in quartz // J.Appl.Phys. 1980. V.51. N9. P.4659-4665

148. Slobodnik A.J. The temperature coefficients of acoustic surface wave velocity and delay on lithium niobate, lithium tantalate, quartz, and tellurium dioxide./ 1971, 200P.

149. Taziev R.M., Yakovkin I.B. Fast algorithm for correction of material constants of piezoelectric crystals on SAW velocity experimental data // IEEE Ultras. Symp, 1994. P.4I5-419

150. Shimizu Y., Endo Y., Watanabe T. A new cut of LiTa03 with zero slope temperature by a leaky surface wave // Proc. of IEEE Int. Ultrason. Symp. 1987, v.l, pp.253- 256.

151. Anisimkin I.V., Gulyaev Yu.V., Anisimkin V.I., Verona E. Temperature sensitivity of plate modes in ST-Quartz// Proc. of IEEE Int. Ultras. Symp., 2001, pp. 423-426.

152. Красильников В.А., Крылов В.В. Введение в физическую акустику. М.: Наука, 1984. 400С.

153. Зеленка И. Пьзеоэлектрические резонаторы на объемных и поверхностных акустических волнах. М.: Мир, 1990. 584С.

154. Эш Э. Устройства для обработки сигналов. / В кн. «Поверхностные акустические волны» под ред. А. Олиниера, гл.4. М.: Мир, 1981.

155. Фильтры на ПАВ: Расчет, технология и применение / Под ред. Г. Мэттьюза. М.: Радио и связь, 1981. 472С.

156. Кайно Г. Акустические волны: Устройства, визуализация и аналоговая обработка сигналов. М.: Мир, 1990. 652С.

157. Campbell С.К. Surface acoustic wave devices for mobile and wireless communications. San Diego: Academic Press, 1997. 630C.

158. Diodati P., Tassi G, Alippi A. Lamb wave reflection at plate edges // Appl. Phys. Lett., 1985, vol.47, no.6, pp.573-575.

159. Zhang S.Y., Shen J.Z., Ying C.F. The reflection of the Lamb wave by a free plate edge: visualization and theory // Material Evaluations, 1988, v.46, pp.638-641.

160. Al-Nassar Y.N., Datta S.K., Shah A.H. Scattering of Lamb waves by a normal rectangular strip weldment // Ultrasonics, 1991, v.29, pp. 125-133.

161. Cho Y., Hongerholt D.D., Rose J. Lamb wave scattering analysis for reflector characterization // IEEE Trans, on Ultrason., Ferroel. and Freq. Contr., 1997, v.44, no.l, pp.4452.

162. Zaitsev B.D., Joshi S.G. Reflection of ultrasonic Lamb waves produced by thin conducting strips // IEEE Trans, on Ultrason., Ferroel. and Freq. Contr., 1999, v.46, no.6, pp. 1539-1544.

163. Smith W.R., Gerard H.M., Collins J.H., Reeder T.M., Shaw H.J. Analysis of interdigital surface wave transducers by use of an equivalent circuit model // IEEE Trans MTT, 1969, v. 17, pp.856-864.

164. Milsom R.F., Redwood M. Interdigital piezoelectric Rayleigh wave transducer: an improved equivalent circuit // Electron. Let., 1971, v.7, pp.217-218.

165. Smith W.R., Gerard H.M., Jones W.R. Analysis and design of dispersive interdigital surface-wave transducers // IEEE Trans. MTT, 1972, v.20, pp.458-471.

166. Kojima Т., Yabuno R. Equivalent four-port networks using force factors for SAW interdigital transducers//Proc. of IEEE Int. Ultrason. Symp., 1994, pp.227-232.

167. Zipparo M.J., Shung K.K., Shrout T.R. Piezoceramics for high-frequency (20 to 100 MHz) single element imaging transducers // IEEE Trans, on Ultrason., Ferroel. and Freq. Contr., 1997, v.44, pp.1038-1048.

168. Kojima Т., Kawai N., Obara H. Equivalent four-port networks for series connected SAW-1DT and their application // Proc. of IEEE Int. Ultras. Symp., 1997, pp.49-54.

169. Алекперов Г.З., Тагиев В.Г., Сахаров В.Е. Моделирование типовых процессов промысловой подготовки природного газа // Переработка газа и газового конденсата: Научн.-техн. обзор,- М.: ВНИИЭгазпром, 1977. 40с.

170. Блохин В.Г., Белов В.В., Сахаров В.Е. Развитие технической базы автоматизации // Важнейшие научно-технические проблемы газовой промышленности: Обз. информ,- М.: ВНИИЭгазпром, 1985. 52С.

171. Сахаров В.Е., Любимов В.А., Кузнецов С.А. и др. Основные положения по автоматизации, телемеханизации и созданию информационно-управляющих систем предприятий добычи, переработки и подземного хранения газа. М.: ОАО «Газавтоматика», 2000. 83С.

172. Lynworth L.C. Ultrasonic measurements for process control. Boston: Academic Press, 1989. 693 P.

173. Lynworth L.C. Physical Acoustics. New York: Academic Press, 1979. 56IP.

174. Grabowska A. Propagation of elestic wave in solid layer liquid system // Arch. Acoust., 1979, v.4, no.l, p.57-63.

175. Teston F., Feuillard G., Tesser L., Lethiecq M. Mass sensitivity of acoustic plate mode in liquids // IEEE Trans, on Ultrason., Ferroel. and Freq. Contr., 1998, v.45, no.5, pp. 1266-1272.

176. Yang C.H., Chimenti D.E. Acoustic waves in piezoelectric plate loaded by a dielectric fluid //Appl. Phys. Lett, 1993, v.63, no.10, pp. 1328-1330.

177. Pedersen P.S., Tretiak O., He P. Impedance matching properties of an inhomogeneous matching layer with continiously changing acoustic impedance // J. Acoust. Soc. Am., 1982, v.72, p.327-336.

178. Pierucci M. Effect of a transition layer on acoustic transmission from a fluid to an elastic layer// J. Acoust. Soc. Am., 1987, v.81, pp. 1630-1633.

179. Белинский Б.И. О некоторых общих свойствах системы пластина-жидкость в присутствии упруго-вязкого слоя // Акуст. журн., 1984, №2, с. 154-161.

180. Дьелесан Э., Руайе Д. Упругие волны в твердых телах. М.: Наука. 1982. 424 С.

181. Ильин В.А., ПознякЭ.Г. Аналитическая геометрия. М. Наука. 1968., 232 С.

182. Фарнелл Д. Свойства упругих поверхностных волн. В кн.: Физическая акустика / Под ред. У.Мэзона и Р. Терстона. Т.6. М.: Мир, 1974, с. 139-202.

183. Акустические кристаллы, под ред. М.П.Шаскольской. М.: Наука. 1982. 632 С.

184. Kovacs G., Anhorn М., Engan Н.Е., Visiniti G., Ruppel C.C.W. Improved material constants for LiNbOj and LiTaOj // Proc. IEEE Int. Ultras. Symp., 1990, v.l, p.435-438.

185. Бородина И.А. Джоши С.Г. Зайцев Б Д. Кузнецова И.Е. Акустические волны в твердых телах, часть 2 (учеб.пособие'). Изд-во СГУ: Саратов. 2000. С.32.

186. Zaitsev В.Р. Joshi S.G. Kuznetsova I.E. Investigation of quasi-shear-horizontal acoustic waves in thin plates of lithium niobate // Smart Material & Structures. 1997. v.6. pp.739-744.313

187. Kuznetsova I.E. Zaitsev B.D. Joshi S.G. Borodina I.A. Acoustic plate waves in potassium niobate single crystal // Electronic Letters. 1998. v.34. no.23. pp.2280-2281.

188. Джоши С.Г. Зайцев БД. Кузнецова И.Е. Бородина И. А. Исследование коэффициента электромеханической связи акустических волн в тонких пластинах ниобата калия//Письма в ЖТФ. 1999. т.25. в.8. с.67-70.

189. Zaitsev В.Р. Kuznetsova I.E. Joshi S.G. Borodina I.A. Superhigh electromechanical coupling for acoustic plate waves in potassium niobate // IEEE Int. Ultras. Symp. 1999. 17-20 Oct. 1999. Nevada. USA. Abstracts, p. 305.

190. Zaitsev B.D. Kuznetsova I.E. Joshi S.G. Borodina I.A. Superhigh electromechanical ^ coupling for acoustic plate waves in potassium niobate // Proc. of IEEE Int. Ultrasonic Symp.1999. pp. 291-294.

191. Zaitsev BP. Kuznetsova I.E. Borodina I.A. Joshi S.G. Characteristics of acoustic plate waves in potassium niobate (KNbOV) single crystal // Ultrason. International'99. 29 June 1 July. 1999. Lvngby. Denmark. Book of Abstracts, p.212.

192. Zaitsev B.D. Kuznetsova I.E. Borodina I. A. Joshi S.G. Characteristics of acoustic plate waves in potassium niobate (KNbOV) single crystal II Ultrasonics. 2001. v.39. no.l. p.51-55.

193. Zaitsev В.Р. Kuznetsova I.E. Joshi S.G. Theoretical and experimental investigation of OSH (Quasi-Shear-HorizontaP acoustic waves // Ultrason. International^. 2-4 July. 1997, Pelft. The Netherlands. Book of Abstracts, p. 57.

194. Zaitsev B P. Kuznetsova I.E. Joshi S.G. Theoretical and experimental investigation of OSH (Quasi-Shear-Horizontal) acoustic waves // Ultrasonics. 1998. v.36. No. 1-5. pp.31-35.

195. Zaitsev B P. Joshi S.G. Kuznetsova I.E. Characteristics of quasi-shear horizontal (QSH) acoustic waves in thin piezoelectric plates // IEEE Int. Ultras. Svmp. 5-8 Oct. 1998. Mivagi. Japan. Abstracts, p. 138.

196. Zaitsev В.P. Joshi S.G. Kuznetsova I.E. Characteristics of quasi-shear horizontal (OSffl acoustic waves in thin piezoelectric plates // Proc. of IEEE Int. Ultrasonic Symp. 1998. p.419-422.

197. Zaitsev B.D. Joshi S.G. Propagation of OSH ("quasi shear horizontal) acoustic waves in piezoelectric plates // IEEE Trans, on Ultras. Ferroel. and Freq. Control. 1999. v.46. no. 5. pp. 1298-1302.

198. Zaitsev B.D. Joshi S.G. Kuznetsova I.E. Investigation of quasi-shear-horizontal acoustic waves in thin plates of lithium niobate // Proc of IV Int.Svmp.on Surf. Waves in Solid and Layer. Structures. 7-12 June. 1998. St.-Peterburg. Russia, pp. 144-148.

199. Jin J. Propagation and excitation of ultrasonic Lamb waves in piezoelectric material // PhD Dissertation, 1993, Marquette University (USA), p. 128.

200. Тамир Т. Интегральнооптические элементы связи // Интегральная оптика / Под. ред. Т.Тамира. М.: Мир, 1978. С.97-154.

201. Такер Д., Рэмптон В. Гиперзвук в физике твердого тела. М.: Мир, 1975. 453с.

202. Бурлак Г.Н. Связанные акустоэлектромагнитные волны в пьезоэлектрическихпластинках // Акус. Журн., 1984, т. 30, №6, с. 834-835.

203. Zaitsev В.Р. Kuznetsova I.E. Joshi S.G. Hybrid acoustic waves in thin potassium niobate plates//J. of Applied Phvs. 2001. v.90. no.7. pp. 3648-3649.

204. Кузнецова И.Е. Зайцев Б Д. Бородина И.А. Попов В В. Влияние тонкого проводящего поверхностного слоя на свойства квазипоперечных сдвиговых волн и волн Лэмба в пластинах арсенида галлия // Письма в ЖТФ. 1999. Т.25. N3. С.38-43

205. Гуляев Ю.В. Кузнецова И.Е. Зайцев Б Д. Джоши С.Г. Бородина И.А. Влияние Щ- тонкого слоя с произвольной проводимостью на характеристики акустических волн вниобате калия//Письма в ЖТФ. 1999. Т.25.В.8.С.21-26.

206. Кузнецова И.Е. Джоши С.Г. Зайцев Б Д. SH акустические волны в пластинах ниобата лития и влияние электрических граничных условий на их свойства // А куст. Журн. 2001. т.47. №3. с.336-340.

207. Zaitsev В.Р. Joshi S.G. Kuznetsova I.E. Borodina I. A. Influence of conducting layer and conducting electrode on acoustic waves propagating in potassium niobate plates // IEEE Trans.Шon Ultras. Ferroel. and Freq. Contr. 2001. v.48. no.2. pp.624-626.

208. Zaitsev B P. Kuznetsova I.E. Joshi S.G. Anomalous resisto-acoustic effect // J.Appl. Phvs. 1999. v.86. pp.6868-6874.

209. Zaitsev В.P. Kuznetsova Т.Е. Joshi S.G. Anomalous increase of SAW velocity due to conducting film on piezoelectric substrate // TEEE Int. Ultras. Symp. 22 25 Oct. 2000. Puerto Rico. Abstracts, p.211.

210. Zaitsev B.D. Kuznetsova I.E. Joshi S.G. Anomalous increase of SAW velocity due to conducting film on piezoelectric substrate // Proc. of IEEE Int. Ultras. Svmp. 2000. v.l. pp.449452.

211. Zaitsev B.D. Kuznetsova I.E. Joshi S.G.Anomalous resisto-acoustic effect // Int.Forum on Wave Electronics and Its Application. 14-18 Sept. 2000. St.-Petersburg, p. 18.

212. Gulyaev Yu.V. Review of shear surface acoustic waves in solids // IEEE Trans, on Ultrason., Ferroel. and Freq. Contr., 1998, vol. 45, no.4, pp. 935-938.

213. Mozhaev V.G. and Weihnact M. Extraordinary case of acoustic wave acceleration due to electrical shorting of piezoelectrics // Proc. of IEEE Int. Ultras. Symp., 1999, pp. 73-76.

214. Zaitsev B.D. Kuznetsova I.E. Joshi S.G. Influence of electrical boundary conditions on structure of surface acoustic waves in potassium niobate // Electronics Letters. 1999. V.35. N.14. P. 1205-1206.

215. Zaitsev B.D. Joshi S.G. Kuznetsova I.E. Borodina I.A. Acoustic waves in piezoelectric plates bordered with viscous and conductive liquids // Ultrason. International^. 29 June 1 July. 1999. Lyngby, Denmark. Book of Abstracts, p. 157.

216. Zaitsev B.D. Joshi S.G. Kuznetsova I.E. Borodina I.A. Acoustic waves in piezoelectric plates bordered with viscous and conductive liquids // Ultrasonics. 2001. V.39. N1. P.45-50.

217. Zaitsev B.D. Kuznetsova I.E. Joshi S.G. Borodina l.A. Shear horizontal acoustic waves in piezoelectric plates bordered with conductive liquid // IEEE Trans, on Ultras. Ferroel. and Freq. Contr. 2001. v.48. no.2, pp.627-631.

218. Зайцев Б Д. Кузнецова И.Е. Джоши С.Г. Аномальный резисто-акустический эффект в структуре пьезоэлектрик проводящая жидкость // Журн. Техн. Физики. 2001. т.71. №6. с. 127-129.

219. Joshi S.G. Zaitsev В.Р. Kuznetsova I.E. Propagation of acoustic waves in plates bordered with viscous liquid // IEEE Int. Ultras. Svmp. 5-8 Oct. 1997. Toronto. Canada. Program and Abstracts, p.216.

220. Joshi S.G. Zaitsev B.D. Kuznetsova I.E. Propagation of acoustic waves in plates bordered with viscous liquid // Proc. of IEEE Int. Ultrasonic Svmp. 1997 p.381-384.

221. Бородина И.А. Кузнецова И.Е. Зайцев Б.Д. Джоши С.Г. Влияние освещенности на характеристики акустических волн в структуре пьезоэлектрическая пластина -фотопроводящий слой // Письма в ЖТФ. 2002. т.28. №1. с.23-29.316

222. Альшиц В.И., Шувалов А.Л. Влияние электрического поля на характеристики упругих волн, распространяющихся вблизи акустических осей // В кн. Физическая кристаллография. М.: Наука, 1992. 62С.

223. Joshi S.G. Zaitsev В.Р. Kuznetsova I.E. Electric field influence on Lamb and SH wave properties in lithium niobate plates // Proceed, of 16th Int. Congr.on Acoustic. Seattle. Washington. USA. June 20-26. 1998. V.2. P.l 191-1192.

224. Joshi S.G. Zaitsev B P. Kuznetsova I.E. Electric field influence on Lamb and SH wave properties in lithium niobate plates // J. Acoust. Soc. Am. 1998. V. 103. P.2883.

225. Зайцев Б.Д. Калинин В.Ю. Кузнецова И.Е. Нелинейное электроакустическое взаимодействие на упругих волнах в пластинах ниобата лития // Акуст.журн. 1999. Т.45. N2. С.229-234

226. Коробов А.И., Бражкин Ю.А. Электроакустический эффект в центросимметричных кристаллах// Физика твердого тела, 1996, т. 38, №1, с. 63-75.

227. Kuznetsova I.E. Zaitsev В.P. Joshi S.G. Temperature characteristics of acoustic waves propagating in thin piezoelectric plates // IEEE Int. Ultras. Symp. 7-10 Oct. 2001. Atlanta. USA. Abstracts, p. 105.

228. Kuznetsova I.E. Zaitsev B.P. Joshi S.G. Temperature characteristics of acoustic waves propagating in thin piezoelectric plates // Proc. of IEEE Int.Ultras. Svmp. 7-10 Oct. 2001. Atlanta. USA. V.l. pp. 157-160.

229. Zaitsev B.P. Joshi S.G. Kuznetsova I.E. Efficient Reflectors for Ultrasonic Lamb Waves // Proc. of SPIE. Smart Structures and Pevices. V.4235. 13-15 Pec. 2001. Melbourne. Australia, p.228-235.

230. Moreau J.В., Hashim R., Neau J.C. New electrostatic probe for absolute measurement of amplitude of surface acoustic wave//Electron. Lett., 1979, v. 16, no.5., pp. 155-156.

231. Richardson B.A., Kino G.S. Probing of elastic waves in piezoelectric media // Appl. Phys. Lett., 1970, v. 16, pp.82-84.

232. Джоши С.Г. Зайцев Б Д. Кузнецова И.Е. Отражение нормальных акустических волн в тонких пластинах от решетки с периодически распределенной механической нагрузкой // Акуст. Журн. 2002. т.48. №2. с. 195-199.

233. Joshi S.G. Zaitsev В.P. Kuznetsova I.E. Reflection of plate acoustic waves produced by a periodic array of mechanical load strips or grooves // IEEE Trans, on Ultras. Ferroel. and Freq. Contr. 2002. v.49. N12. pp. 1730-1734.

234. Smith R.W. Experimantal distinction between crossed-field and in-line three-port circuit models for interdigital transducers // IEEE Trans. MTT, 1974, v. 22, pp.960-963.317

235. Zaitsev B P . Kuznetsova Т.Н. Joshi S.G. Improved equivalent circuits for acoustic plate wave devices // Ultrason. International^!. 2-5 July 2001. Delft. The Netherlands. Abstract Book, p. P3/4.02.

236. Zaitsev B.D. Kuznetsova I.E. Joshi S.G. Improved equivalent circuits for acoustic plate wave devices // Ultrasonics. 2002. v.40. N1-8. pp.943-947.

237. Зайцев БД. Кузнецов С.А. Кузнецова И.Е. Сахаров В.Е. Использованиеакустических волн Лэмба для контроля уровня жидкости в закрытых резервуарах. Изд-во СГУ: Саратов. 2001. С.43.

238. Кошкин Н.И., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике.-М.: Наука, 1972. 254с.

239. Sakharov V.E. Kuznetsov S.A. Kozlov Yu.A. Zaitsev В,P. Kuznetsova I.E. Joshi S.G.

240. V Liquid level sensor using ultrasonic Lamb waves // Ultrason. International^!. 2-5 July 2001. Pelft. The Netherlands. Abstract Book, p. P3/5.08.

241. Sakharov V.E. Kuznetsov S.A. Zaitsev B P. Kuznetsova I.E. Joshi S.G. Liquid level sensor using ultrasonic Lamb waves // Ultrasonics. 2003. v.41. N4 . pp. 319-322

242. Глозман И.А. Пьезокерамика,- M.: Энергия, 1967. 271с.

243. Труэлл Р., Эльбаум Ч., Чик Б. Ультразвуковые методы в физике твердого тела. -М.: Мир, 1972.V

244. ОАО ТАЗ АВТОМАТИКА" Общество с ограниченной ответственностью

245. Xi ФИРМА "САРАТОВГАЗПРИБОРАВТОМАТИКА"410017. ГСП. г. Саратов. Факс: (845-2.i f11-83-00 (по Минсвязи),

246. У^елков^,37/45 Тел: (845-2) JSS»

247. E-nuil: oval ату Отдел маркетинга: (845-2)-21-53-80750. 47-245 (гаювый)

248. На основании вышеуказанного можно сделать вывод о высоком качестве и профессионализме расчетов, проведенных под руководством к.ф.-м.н. И.Е. Кузнецовой в СО ИРЭ РАН и прошедших промышленную апробацию на объектах газовой промышленности.

249. При рассмотрении этого вопроса на заседании НТС фирмы «СГПА» особо отмечена плодотворность сотрудничества специалистов СО ИРЭ РАН с разработчиками фирмы.

250. Отзыв составлен для представления в специализированный диссертационный совет.

251. Директор ООО фирмы «Саратовгазприборавтоматика» председатель НТС фирмы, к.э.н.1. Главный инженер ООО фирмы

252. Саратовгазприборавтоматика»1. С.А. Кузнецов1. В.В. Ахременко