Ученые из России показали, что синтетические алмазы годятся для изготовления подложек для СВЧ микрорезонаторов — устройств, помогающих анализировать акустические волны. Результаты опубликованы в журнале Applied Physics Letters.
СВЧ микрорезонаторы используются в акустоэлектронике, занимающейся созданием сенсоров, преобразователей звуковых сигналов. Это перспективная область, результаты которой применяют и в технике, и в медицине. Над созданием этих устройств работают многие научные коллективы, добиваясь их миниатюризации и эффективности. Новая работа, в которой принимали участие ученых из МФТИ, ТУСУР (Троицк) и Сибирского федерального университета, делает еще один шаг в этом направлении. Они разработали математическую модель и провели ряд экспериментов с созданной ими структурой на основе синтетического алмаза.
Использовать алмаз в качестве подложки оказалось нетривиальным ходом, пишет пресс-служба МФТИ со ссылкой на ведущего автора исследования Бориса Сорокина: «На наших микрорезонаторах получены резонансы на рекордно высоких частотах СВЧ диапазона вплоть до 20 ГГц, при этом добротность оставалась на уровне нескольких тысяч», — сказал он.
Авторы статьи изучали акустические волны в слоистой пьезоэлектрической структуре на основе алмаза. Поскольку кристалл алмаза не обладает пьезоэлектрическим эффектом, то к нему добавили пленку из нитрида алюминия. Прикладывая электрическое поле к такой структуре, удалось вызвать деформацию, при которой упругая волна словно эхо отражалась от разных слоев структуры. Помимо полезных колебаний в структуре возникли и шумы, но они не всегда вредные. К примеру, ученым удалось исследовать волны Лэмба, которые представляют собой сложная комбинация упругих колебаний.
Ученые изучили всю гамму колебаний, возникающих в пьезоэлектрической структуре на основе алмаза, включая условия возникновения резонанса, то есть явления резкого увеличения амплитуды колебаний.
Авторы работы полагают, что результаты исследования будут полезны при создании СВЧ устройств акустоэлектроники.
Российские ученые также занимаются оптическими микрорезонаторами, благодаря чему недавно они предложили фемтосекундный лазер на чипе.
