Рекомендована література

1. Третяк О. В., Львов В. А., Барабанов О. В., Фізичні основи спінової електроніки . — К.: Київський університет, 2002. — 314 с.

2. Бараш Л., Спинэлектроника – электроника следующего поколения// Компьютерное обозрение. - 2002. - №39. -С. 61-63.

3. Magnetoresistance and spin electronics / A. Barthelemy, A. Fert, J.-P. Contour et al. // J. Magn. Magn. Mater. – 2002. – V.242-245. – P.68-76.

4. Tanaka M. Spintronics: recent progress and tomorrow’s challenges // J. Crystal Growth. – 2005. – V.278. – P. 25-37.

5. GMR sensor for contactless position detection / G. Rieger, K. Ludwing, J. Hauch et al. // Sens. Actuat. – 2001. – V. A91. – P.7-11.

6. Submicron giant magnetoresistive sensors for biological applications / D.K. Wood, K.K. Ni, D.R. Schmidt et al. // Sens. Actuat. A. – 2005. – V.120. – P.1-6.

7. Никитин С. А. Гигантское магнитосопротивление// Соровский обозревательный журнал. – 2004. – Т. 8, №2. – С. 92-98.

8. Алфимова М.М. Занимательные нанотехнологии. — Москва: Бином, 2011. — 96 с.

Практичне заняття №2

Резонатори на поверхнево-акустичних хвилях

Питання практичного заняття

1. Прилади на поверхнево-акустичних хвилях.

2. Резонатори на поверхнево-акустичних хвилях: визначення та улаштування.

3. Класифікація резонаторів на поверхнево-акустичних хвилях.

4. Застосування резонаторів на поверхнево-акустичних хвилях та перспективи їх подальшого розвитку.

Теоретичні відомості

Акустоелектроніка вивчає процеси збудження, поширення, віддзеркалення і прийому акустичних хвиль (або хвиль деформацій) в твердих тілах з метою створення на їх основі акустоелектронних пристроїв для обробки радіосигналів. Акустична хвиля в твердому тілі є деякою реакцією, пов'язаною з деформацією матеріалу. Частотний діапазон пристроїв на поверхневих акустичних хвилях складає від 10 Мгц до 2 ГГц (у лабораторних зразках до 5 ГГц), а пристроїв на об'ємних акустических хвилях - 12 ГГц.

Резонатори на поверхнево-акустічніх хвилях (ПАХ) широко використовуються у високостабільних генераторах, смугових фільтрах і датчиках фізичних величин. Конструкція одновходового резонаторна приведена на рис. 1. Вона включає зустрічноштирьовий перетворювач, розташований на поверхні п'єзоелектричного середовища, справа і зліва від якого розташовані відбивні структури. Основним п'єзоелектричним матеріалом для резонаторів на ПАХ служать високостабільні зрізи кварцу. Проте при використанні резонаторів у складі фільтрів на поверхнево-акустічніх хвилях використовуються також і інші п'єзоелектричні матеріали, наприклад ніобіт тантала та літію.

Рис. 1. Топологія одновходового резонатора

Завдяки синфазності парціальних поверхневих хвиль, збуджених і відбитих відбивними структурами, в підкладці утворюється стояча хвиля з періодом, рівним подвоєному періоду відбивної структури. Умови фазового синхронізму для відбитих хвиль виконуються лише у вузькій смузі частот поблизу f₀ V_ПАВ /(2p), де відбувається різка зміна вхідної провідності резонатора і, як наслідок, параметра S₁₁() матриці розсіяння пристрою (рис. 2.). Коефіцієнти матриці розсіяння є комплексними величинами і широко використовуються для опису властивостей пасивних багатополюсників.

Рис. 2. Модуль S₁₁() одновходового резонатора

Параметр S₁₁() - це коефіцієнт віддзеркалення падаючої високочастотної хвилі напруги від резонатора. При ідеальному узгодженні відбита хвиля відсутня, і вся електрична потужність, що підводиться, поглинається в резонаторі. В цьому випадку у відносних одиницях S₁₁ = 0 (в децибелах S11  -∞).

Одновходові резонатори на ПАХ широко використовуються як датчики, наприклад тиску. Крім того, одновходові резонатори на ПАВ використовуються у високостабільних генераторах діапазону частот від 100 Мгц до 1 ГГц. Ще одне важливе вживання одновходових резонаторів полягає в тому, що вони є основним елементом імпедансних фільтрів на ПАХ з малими втратами, які використовуються, наприклад, в пристрях мобільного зв’язку.