Моделирование влияния металлических слоев на фазовые скорости акустических волн в пьезоэлектрических пластинах

С помощью компьютерного моделирования проанализировано влияние массовой нагрузки в виде двух метал- лических слоев на изменение фазовой скорости дисперсионных мод упругой волны Лэмба и SH-волны в струк- турах вида Me/ZnO/Me и Me/AlN/Me в зависимости от частоты упругой волны и отношения толщин слоев металла и пьезоэлектрика. Исследуемые материалы пьезоэлектрических слоев обладают такими свойствами, как большие значения коэффициента электромеханической связи и значительные величины фазовых скоростей объемных и поверхностных акустических волн. В качестве материалов металлического слоя использовались алюминий (Al) и молибден (Mo), часто применяющиеся при изготовлении акустоэлектронных устройств. Для обоих типов структур обнаружено, что только моды упругой волны Лэмба обладают локализованными мак- симумами чувствительности S. Обнаружено, что величина изменения фазовой скорости упругой волны зави- сит от соотношения акустического импеданса металлического слоя и материала звукопровода. Максималь- ные значения чувствительности мод упругой волны достигаются при конфигурации слоистой системы Al/AlN/Al, т. е. в системе с низкими значениями акустических импедансов объемной продольной волны для ма- териалов слоев и пьезоэлектрического звукопровода. Результаты выполненного моделирования могут быть использованы при разработке различных акустоэлектронных устройств, в том числе используемых в качестве компонентов электронной базы ракетно-космической техники.