Юный техник 1975-10, страница 12

пьезоэлектрические кристаллы, открытые еще в 1880 году французскими учеными братьями Пьером и Полем Кюри. Заметьте, одно давно известное физическое явление встретилось с другим, тоже весьма не новым. Но встреча их неожиданно привела к открытию.

Механические деформации в пьезокристалле вызывают в нем появление внутренних электрических полей. И наоборот. Электрические поля, приложенные к таким кристаллам, порождают в них механические напряжения Если подвести к пьезокристаллу переменное электрическое поле, то он немедленно отзовется механическими колебаниями той же частоты. По кристаллу побежит звуковая волна.

Первые швги

Практически это делается следующим образом. На поверхность небольшого, длиной в несколько миллиметров кристалла в вакууме напыляют два серебряных или алюминиевых электрода

Подав на электроды переменный электрический сигнал, возбуждают в кристалле акустическую поверхностную волну Когда деформация достигнет другого конца кристалла, на нем появится переменный электрический заряд. Принять его можно с помощью другой пары подобных электродов. На них возникнет электрическии сигнал той же частоты, что и у приложенного к кристаллу.

Правда, сразу же оговоримся, что одной пары электродов недостаточно для возбуждения мощной волны. Сигнал на приемных электродах был значительно меньше входного Попытались использовать сразу несколько пар возбуждающих электродов, расположив их друг за другом на одном из концов кристалла А если расстояние между парами электродов сделать таким, чтобы

рэлеевская волна проходила его за время, в точности равное периоду колебаний, то волны, догоняя друг друга, будут взаимно усиливаться. Произойдет как бы самоусиление волн, и на выходе возникнет довольно мощный электрический сигнал.

Но одну трудность сменяла другая Ведь в качестве пьезо-электрика в первых экспериментах использовали кварц, у которого очень низкий коэффициент полезного действия. В акустический сигнал он превращал слишком малую час^ь энергии подведенного к нему электрического поля

Изучались разные материалы, совершенствовалась технология получения кристаллов-пьеэоэлек-триков Одним из лучших оказался пьезокристалл из ниоба та лития. В звуковую волну переходила почти вся энергия электрического поля.

Зачем нужны «гонки» электронов с фононами

Возбудить звуковую волну в кристалле, а потом вновь превратить ее в электрический сигнал — еще не значило открыть в электронике новую страницу Скорее всего все эти старые работы послужили фундаментом новой науки. А временем рождения акустоэлектроники можно, наверное, считать 1964 год. Именно в это время советскими учеными были сделаны работь, о' крывшие необычайно широкие перспективы перед почти забытыми рэлеевскими волнами.

У перрмх акустоэлектронных устройств было одно, так сказать, нехорошее свойство. Чем дольше путешествует волна в кристалле, тем сильнее она затухает К тому же невозможно полностью избежать потерь энергии при превращении электрических сигналов в волну и обратно Сигнал на выходе оставался в

10