![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Континуальные среды
Континуальными средами функциональной электроники, как правило, являются твердотельные материалы: пьезоэлектрики, пьезополупроводники, сложные слоистые среды. Выбор континуальных сред определяется природой используемых динамических неоднородностей. Основные требования к этим материалам сводятся к минимизации уровня потерь для распространения динамических неоднородностей акустической или иной природы, а также к максимальной температурной стабильности. Другие требования к среде диктуются функциональным назначением прибора, технологией его производства. Распространение волны в твердом теле сопряжено с локальной деформацией среды. Для небольших деформаций справедлив закон Гука, связывающий деформацию и упругие напряжения. На каждый малый объем среды действуют механические напряжения, которые могут быть описаны симметричным тензором второго ранга Тij. Каждый компонент тензора механических напряжений будет выражаться в виде линейной комбинации компонентов тензора деформаций с помощью соответствующих коэффициентов:
где i, j, k, l = 1, 2, 3.
Этот тензор имеет четвертый ранг и содержит 34 =81 элемент. Симметрия тензоров Sij и Тij требует, чтобы компоненты были инвариантными относительно индексов i и j или k и l. Тогда Cjikl = Сijkl и Сijkl = Cijlk. Это позволяет определить 36 из 81 элемента тензора как независимые. Исходя из законов термодинамики вторую пару индексов можно заменить первой. Тогда Сklij = Сijkl и уменьшается число независимых элементов до 21. Если же учесть, что кристаллический материал кубической симметрии имеет тензор с тремя независимыми элементами, то резко уменьшается число независимых элементов. В пьезоэлектриках в каждой точке компоненты тензора напряженности Тij зависят не только от компонентов тензора деформации Sij, но и от напряженности электрического поля
где величина CEijkl определяется уже при определенной напряженности электрического поля. Вектор электрического смешения
где которое связывает Все эти сложные математические соотношения призваны пояснить простую идею: динамические неоднородности акустической природы определенными соотношениями связаны с динамическими неоднородностями электрической природы и наоборот. Пьезоэлектрические материалы характеризуются рядом и других коэффициентов и параметров, без учета которых невозможно выбрать континуальную среду для приборов и устройств функциональной акустоэлек-троники, Коэффициент электромеханической связи k2m определяется величиной
Существует точка Кюри Тк, в которой отсутствует спонтанная поляризованность Ps пьезоэлектрика, а величина пьезомодуля d≈ Psε 0(ε *–l) = 0. Добротность среды Q обеспечивает частотную избирательность изделий.
|