КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 23-79-10079

НазваниеОбратные акустические волны в пьезоэлектрических многослойных структурах и разработка нового типа датчиков на их основе

Руководитель Смирнов Андрей Владимирович, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А.Котельникова Российской академии наук , г Москва

Конкурс №85 - Конкурс 2023 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-701 - Электронная элементная база информационных систем

Ключевые слова обратные акустические волны, многослойные пьезоэлектрические структуры, точка с нулевой групповой скоростью, пьезоэлектрические пластины, метод конечных элементов, сильноанизотропные материалы, коэффициент электро-механической связи, температурный коэффициент задержки, влияние жидкости

Код ГРНТИ29.37.25

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Особенности существования обратных волн, характеризующихся противоположно направленными фазовой и групповой скоростями, в пьезоэлектрических пластинах активно исследуются в настоящее время. Это связано с тем, что это единственный класс акустических волн в пластинах, который характеризуется наличием, так называемой точки с нулевой групповой скоростью (point of zero group velocity ZGV). В этих точках акустическая волна характеризуется нулевой групповой и конечной фазовой скоростями. Эти ситуации отличаются наличием стационарности и, в тоже время, локальным ограничением энергии. Т.е. при реализации резонатора на основе волны с нулевой групповой скоростью возможно накопление акустической энергии в толщине пластины под возбуждающим встречно-штыревым преобразователем (ВШП), что потенциально может существенно повысить добротность акустоэлектронного устройства. Однако существование обратных волн наблюдается в достаточно узком диапазоне, поэтому важно иметь возможность тонкой подстройки частоты к фиксированной толщине пластины. Кроме того, свойства обратных волн очень чувствительны к изменению характеристик звукопровода, из-за их близости к частоте отсечки, что открывает перспективы их использования при создании высокочувствительных акустических сенсоров. Это подтверждается интенсивным ростом интереса научного сообщества к тематике обратных акустических волн. Однако, для разработки подобных сенсоров необходимо не только исследовать влияние внешних воздействий, например температуры, но и влияние различных механических и электрических граничных условий (электрическое закорачивание, контакт с вязкой или проводящая жидкостью и т.д.) на свойства обратных акустических волн. Кроме того, актуальной является задача поиска путей увеличения частотного диапазона их существования, в том числе при помощи использования материалов обладающих сильной анизотропией. В этом случае для их возбуждения необходимо рассматривать структуры, содержащие материал с сильной анизотропией и пьезоэлектрический слой, на котором будет размещен возбуждающий ВШП. Интересным также, с физической точки зрения, является вопрос о коэффициенте электромеханической связи этих волн. Таким образом, существует большая неисследованная область, связанная с изучением особенностей существования, возбуждения, регистрации и использования обратных акустических волн в различных пьезоэлектрических структурах. В проекте предполагается решить задачу расширения частотных диапазонов существования обратных акустических волн в пьезоэлектрических структурах, исследовать физические особенности их возбуждения и распространения, и провести анализ их физических характеристик (температурного коэффициента задержки, коэффициента электромеханической связи). Будут проведены теоретические и экспериментальные исследования влияния вязкой или проводящей жидкости на свойства таких волн в структурах на основе сильноанизотропных материалов и пьезоэлектрических слоев с большим коэффициентом электромеханической связи. Будут исследована возможность создания датчиков электрических и механических свойств жидкости на основе указанных волн различных типов, используя, в том числе, созданные многослойные пьезоэлектрические структуры. На основании вышесказанного можно сделать вывод, что предлагаемая тематика является актуальной, а ожидаемые результаты будут находиться на мировом уровне, а в некоторых случаях и превышать его. Реализация проекта внесет существенный вклад в решение фундаментальной научной проблемы и заложит научные основы для создания патентоспособных технических решений, в том числе, для разработки новых сенсорных устройств.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---