АКУСТОЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА. устройства для преобразования и аналоговой обработки информации на основе акустоэлектроииого взаимодействия. А. у. позволяют преобразовывать сигналы во времени (задержка сигналов, изменение их длительности), по частоте и фазе (сдвиг фаз, преобразование частоты и спектра), по амплитуде (усиление, модуляция), а также выполнить болев сложные функцион. преобразования (интегрирование, кодирование и декодирование, получение ф-ции свёртки, корреляции сигналов и др.) в устр-вах ради о локации и дальней связи, в системах автоматич. управления, вычислит, устр-вах и др. Использование А. у. позволяет в ряде случаев осуществлять такие преобразования достаточно простым способом и часто бывает более целесообразным из-за меньших габаритных размеров, массы, а иногда и стоимости (по сравнению с др. устр-вами, выполняющими аналогичные ф-ции).
В А. у. используются акустич. волны в основном ультразвукового и гиперзвукового диапазонов как объёмные (от 1 МГц до 20 ГГц), так и поверхностные (от 5 МГц до неск. ГГц). Большинство А. у. выполняется на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Такие А. у. имеют малые потери на преобразование при их возбуждении и приёме (неск. дБ), обеспечивают еоэможность снимать сигнал и управлять распространением еолн в любых точках звуко-проеода (как правило, на пути распространения еолн), а также упрев л ять характеристиками этих устр-в.
Осн. параметры А. у.: рабочая частота и полоса частот, определяемые е основном характеристиками электроакустического преобразователя; потери, вносимые на преобразование и поглощение волн; время обработки сигнала, определяемое размерами эву ко провода и скоростью распространения е нём акустич. волн; информац. ёмкость,
определяемая как f\f, где f — время задержки сигнала, Af — полоса частот.
По физ. принципам, лежащим в основе работы, различают линейные (пассивные и активные) и нелинейные А. у. К пассивным линейным А. у. относятся устр-ва частотной фильтрации (акустозлектронные фильтры) и стабилизации частоты (акустозлектронные резонаторы), акустич. линии задержки, согласованные фильтры, кодирующие и декодирующие устр-ва. Наибольшее распространение получили акустозлектронные фильтры (пьезоэлектрические фильтры на объёмных волнах или ПАВ). Акустозлектронные фильтры применяют, напр., в аппаратуре радиовещания и телевидения, косм и ч. связи и радиолокации. Такие фильтры используютсв для выделения нежелательных сигналов из поступающих в устр-во, для интегрирования (накапливания) сигнала или изменения его частотного спектра. Фильтры на поверхностных акустических волнах отличаются простотой конструкции, технологичностью, воспроизводимостью характеристик, что обеспечивает возможность их массового произ-ва- Использование ПАВ позволяет создавать фильтры с достаточно сложными частотными характеристиками, к-рые обеспечиваются подбором топологии встречно-штыревых преобразователей. Величина вносимых потерь в пределах полосы пропускания для фильтров ив ПАВ составляет неск. дБ, фазовые ошибки — иеск. град., а подавление сигнала вие полосы пропускания и паразитного сигнала достигает 70 дБ.
Среди акустозлектронных резонаторов наиболее распространены кварцевые пьезоэлектрические резонаторы с высокой добротностью, к-рые позволяют стабилизировать частоту генератора до 10—,0 за месяц (см. также Резонатор на поверхностных акустических волнах).
Акустич. линии задержки осуществляют задержку эл.-магн. сигнала от десятых долей мкс до десятков мс и различаются конструкцией, назначением, рабочей частотой (от неск. МГц до неск. десятков ГГц). Дисперсионные линии задержки, или г. н. согласованные фильтры, оптимизируют отношение сигнал-шум.
К активным линейным А. у. относятсв акусто-злектроииые усилители, акустоэлектроиные генераторы, а также активные линии задержки, активные отражатели акустич. волн и др. А. у., содержащие элементы, в к-рых происходит акустозлектронное усиление (т. н. активные акустоэлектроиные элементы).
К нелинейным А. у. относятся: управляемые линии задержки, преобрезователи частоты, нек-рые типы акустозлектронных фазовращателей, параметрич. усилители, детекторы и др. устр-ва, принцип действия к-рых осн. на нелинейном акустоэлектронном взаимодействии. Наибольший интерес для применения в системах обработки информации представляют собой нелинейные акустозлектронные процессоры и акустоэлектроиные корреляц. устр-ва.
Для создания А. у. в качестве исходных используются материалы, осн. характеристиками к-рых являются скорость распространения акустич. волны, коэф. затухания акустич. волны, темп-рный коэф. задержки акустич. волны, коэф. электромеханической связи, плотность, а для активных А. у. также уд. электропроводность и подвижность носителей эарвда.
Наиболее респростренёнными материалами для создания пассивных А. у. являются: для устр-в нв объёмных акустич. волнах — монокристаллы SiCb, LiNbOi, AbOj, Y(Al5Oi2. а для устр-в на ПАВ—LiNbCh, LiTaCb, BiuGeOao, Li Юз, а также тонкие плёнки ZnO и AIN на непьезоэлект-рич. подложке (напр., сапфире). Для создания активных А. у. на объёмных акустич. волнах используются CdS и CdSe, к-рые характеризуются достаточно хорошими пьеэо-электрич. св-вами и допускают управление концентрацией свободных носителей заряда при значит, их подвижности, а для устр-в на ПАВ — ещё и слоистые структуры, состоящие из пьезозлектрика (в основном LiNbCb) и тонкой ПП плёнки (обычно из InSb).
АКУСТОЭЛЕКТРОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ.
взаимодействие акустич. волн с электронами проводимости в твёрдых телвк, обусловленное тем, что при распространении акустич. волн в крист. твёрдом теле происходит деформация его крист. решётки и соответственно возникновение енутрикрист. сил, действующих на электроны. А. е. сопровождается обменом энергией и импульсом между акустич. волной и эл-нами проводимости, что приводит к ряду эффектов. Напр., передача энергии акустич. волны эл-нам проводимости приводит к электронному поглощению звука, а передача импульса — к возникновению т. и. акустоэлектрич. тока или эде (акустоэлектричвекому эффекту). Если к кристаллу приложить внеш. пост, электрич. попе, создающее дрейф эл-нов в направлении распространения акустич. волны, то при скорости дрейфа, превышающей скорость звука, эл-иы передают вкустич. волне часть энергии, полученной ими от поля, — происходит электронное усиление звука дрейфующими носителями эаряда-
Скорость распространения вкустич. волны зависит от концентрации и подвижности эл-ное в твёрдом теле, а также от скорости их дрейфа, что обусловлено частичным экранированием эл-нами электрич. полей, возникающих при распространении акустич. воли и влияющих на упругие св-ва кристалла.
В акустоэлектронике наибольшее практич. значение имеет пьезоэлектрич. А. в. Такое взаимодействие наблюдается в пьезоэлектрич. ПП, е слоистых структурах, состоящих иэ пьеэоэлектрика и ПП, а также на границе льезоэлект-рика с вакуумом.
В пьезопол у проводниках (напр., CdS, CdSc, GaAs, InSb, Те) деформация, возникающая при распространении акустич. волны, сопровождается (вследствие прямого пьезоэлектрического эффекта) появлением перем. электрич. поля, амплитуда и фаза к-рого зависят от объёмного заряда эл-нов проводимости. В свою очередь, это поле вызывает (вследствие обратного львэоэффекта) деформацию кристалла пьезополупроводника и соответственно изменение характера распространения акустич. волны.
В слоистой структуре А. в. происходит посредством перем. злектрич. полей, возникающих в граничащих слоях. Так взаимодействует ПАВ, распространяющаяся в льезо-электрике (кварце, ниобате лития и др.), с эл-нами проводимости слоя ПП (Si, Ge и др.). нанесённого в виде тонкой плёнки непосредственно иа поверхность пьезозлектрика, либо расположенного от него на расстоянии значительно меньшем, чем длина акустич. волны.
ПАВ, распространяющаяся пьеэозлектрике вдоль его границы с вакуумом, взаимодействует со свободными зл-иами в вакууме, а также с эл-нами, находящимися в поверхностном слое пьезозлектрика.
А. в. лежит в основе работы ряда акустозлектронных устройств. Напр., на электронном усилении акустич. волн осн. принцип действия акустоэлектроиных усилителей, аку-стоэлектронных генераторов и активных акустических линий задержки; зависимость скорости распространения акустич. волны от величины элвктрич. поля, создающего дрейф эл-нов, лежит в основе работы нек-рых типов акустозлектронных фазовращателей и модуляторов; акустоэлектри-ческий эффект используют для детектирования акустич. сигналов, напр. в акустических микроскопах.
При малой интенсивности акустич. волн эффекты, возникающие вследствие А. в., практически нв зависят от амплитуды волны. При увеличении интенсивности акустич. волны (обычно св. 1 Вт/см') А. в. проявляется в виде нелинейных акустозлектронных эффектов, напр. генерации акустич. гармоник и субгармоник. Нелинейные акустозлектронные эффекты можно наблюдать также при взаимодействии встречных акустич. волн. В области их взаимодействия возникают локальные злектрич. токи, пропорциональные произведениям концентраций эл-нов проводимости и на пряжен нос тей электрич. полей, связанных с каждой из воли в отдельности. В результате возникают объёмные заряды и злектрнч. поля на суммарной и разностной частотах взаимодействующих акустич. волн. Таков взаимодействие используется, напр., в акустозлектронных процессорах.
АКУСТОЭЛЕКТРОНИКА, раздел электроники, связанный с исследованием взаимодействия акустич. волн с зл.-магн. полями и электронами проводимости в конденсир. средах, а также с созданием акустоэлектронных устройств, работающих не основе этих эффектов. К А. часто относят также исследование эффектов возбуждения и распространения акустич. волн в кондеисир. средах. Различие эффектов, используемых для создания акустоэлектронных устр-в, определило условное разделение А. на высокочастотную (микроволновую) акустику твердого тела (эффекты возбуждения, распространения и приёма акустич. волн высокочастотного диапазона и гиперэвуковых воли), собственно А. (взаимодействие акустич. волн с эл-нами проводимости в твёрдых телах) и акустооптику (явления взаимодействия световых волн с акустическими).
А. сформировалась как самостоят, раздел электроники в 60-х гг. 20 в., когда начались интенсивные исследования, связанные с открытием эффекта усиления акустич. воли дрейфующими эл-нами проводимости в кристаллах сульфида кадмия. Бурное развитие А. было вызвано необходимостью создания простых, надёжных и миниатюрных устр-в обработки радиосигналов для радиоэлектронном аппаратуры. С помощью устр-в А. осуществляется преобразование сигналов во времени (задержка сигналов, изменение их длительности), по частоте и фазе (преобразование частоты и спектра, сдвиг фаз), по амплитуде (усиление, модуляция), а также более сложные функцион. преобразования (интегрирование, кодирование и декодирование, получение ф-цни свёртки, корреляция сигналов); в ряде случаев акустоэлектрониые методы преобразования сигналов являются более простыми (по сравнению, напр., с электронными методами), а иногда и единственно возможными. Возможности такого использования устр-я А. обусловлены малой скоростью распространения акустич. волн (по сравнению со скоростью распространения эл.-маги. вопн) и разл. видами взаимодействия этих воли с эл.-магн-полями и эл-нами проводимости в твёрдых телах, а также малым поглощением вкустич. волн в кристаллах (высокой добротностью акустич. колебат. систем).
В устр-яах А. используются как объёмные, так и поверхностные акустич. волны. Для изготовления акустоэлектронных устр-в используются в основном льезоэлектрич. материалы и слоистые структуры, состоящие из слоев льезо-злектрика и ПП, а также сегиетоэлектрики, ПП, не обладающие пьезоэлектрич. св-вами, и др.
В большинстве устр-а А. осуществляется преобразование высокочастотных электрич. сигналов в акустич. волны (возбуждение акустич. волн), к-рые распространяются в зеуко-проводе, а эатем вновь преобразуются в высокочастотный сигнал (приём акустич. воли). Для возбуждения и приёма объёмных акустич. волн используются в основном пьезоэлектрические преобразователи: пьезоэлектрич. пластинки (на частотах до 100 МГц), пьезопол у проводниковые преобразователи (диффузионные нли с запирающим слоем, в диапазоне частот 50—300 МГц), пленочные преобразователи (на частотах се. 300 МГц), а для возбуждения и приёма поверхностных акустич. волн (ПАВ) — встречно-штыревые преобразователи.
Первыми устр-еами А. были устр-ва на объёмных волнах: линии задержки, осуществляющие задержку сигналов в диапазоне частот до 50 МГц, и кварцевые резонаторы, предназначенные для стабилизации частоты генераторов (см. Кварцевый генерегор). Позднее были созданы акустические микроскопы и интроскопы.
Наибольшее распространение получили акустоэлектрониые устр-ea на ПАВ, что обусловлено малыми потерями на преобразование при возбуждении волн, возможностью управления распространением волн в любых точках зеу-копровода (на пути распространения волн), а также возможностью создания устр-в с управляемыми частотными.
фазовыми и др. характеристиками. К таким устр-вам А. относятся: резонаторы на поверхностных акустических волнах, к-рые применяют в качестве узкополосных акустоэлектронных фильтров, а твкже вводят в контур генераторов для стабилизации их частоты; линии задержки (в т. ч. для длит задержки сигналов в элементах памяти); фильтры на поверхностных акустических волнах (напр., полосовые, согласованные); устр-ва кодирования и декодирования сигналов и др.
В А. взаимодействие акустич. волн с эл-нами проводимости в проводниках и ПП, а также в слоистых структурах приводит к таким явлениям, как электронное усиление или поглощение акустич. волн, акустоэлектрич. эффект (см. Акусгоэлектронное взаимодействие) и др. Эти эффекты лежат в основе работы разл. устр-в А.: акустоэлектронных усилителей и акустоэлектронных генераторов, устр-во свёртки и корреляции сигналов, акустоэлектронных фазовращателей, а также устр-в считывания, хранения и записи информации и др.
На взаимодействии световых и акустич. волн в кондеисир. средах осн. работа акустооптических устройств (дефлекторов, модуляторов, фильтров и др.), использование к-рых позволяет управлять амплитудой, поляризацией, спектр, составом оптич. излучения, а также направлением его распространения. См. также Акустооптика.
АКУСТООПТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА, устройстве, действие к-рых основано на взаимодействии эл.-магн. волн оптич. диапазона с акустическими в твёрдых телах и жидкостях. Действие большинства совр. А. у. основано нв использовании дифракции света на УЗ (акустооптиче-ской дифракции) в твёрдых телах. А. у. позволяют управлять характеристиками оптич. излучения (амплитудой, поляризацией, спектр, составом светового сигнала и др.), а также обрабатывать информацию, носителем к-рой является световая или акустич. волна. Осн. элемент А. у. — акустооптич. ячейка, состоящая из электроакустического преобразователя, возбуждающего акустич. волну, и свето-звукопровода, в объёме к-рого происходит дифракция света на этой волне. По функцией, назначению различают след. А. у.: модуляторы, дефлекторы, фильтры, процессоры и др.
Акустооптический модулятор— модулятор светв, принцип действия к-рого осн. на перераспределении световой энергии между проходящим и дифрагированным на акустич. волне светом. Такие модуляторы позволяют управлять интенсивностью и частотой оптич. излучения. Обычно используются модуляторы дифрагир. света, т. к. 100%-нвя модуляция проходящего оптич. излучения требует значит, акустич. мощностей. Осн. характеристики акустооптич. модулятора: эффективность — доля дифрагир. света; полоса пропускания V и быстродействие т. Быстродействие и мвкс. ширина полосы пропускания определяются временем прохождения акустич. волны через апертуру светового пучка: AfMJ1(C—1/t=v/L, где v — скорость распространения акустич. волны в светоэвукопроводе, L — толщина пучка акустич. волн. Выделяют пленарные акустооптич. модуляторы, действие к-рых осн. на взаимодействии оптич, излучения и поверхностной акустич. волны (рис. 1). Такие модуляторы используются в качестве активных элементов интегрально-оптических схем.
Принцип действия акустооптического дефлектора осн. на явлении акустооптич. дифракции или рефракции. Такие дефлекторы предназначены как для отклонения светового луча в пространстве в заданных фиксированных направлениях, твк и для непрерывной развёртки светового луча (сканеры). В дифракц. акустооптич. дефлекторе (рис. 2) угол отклонения дифрагир. луча меняется при изменении частоты акустич. волны. Такие дефлекторы осуществляют как однокоординатное, так и двух координатное отклонение светового луча. В последнем случае используются два скрещенных одномерных дефлектора, как правило, совмещённых в одной акустооптич. ячейке, в к-рой акустич. волны возбуждаются в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Осн. характеристики дифракц. акустооптич. дефлекторе: разрешающая способность — число различимых положений светового луча в пределах макс, углового перемещения; эффективность — отношение интенсивности отклонённого света к интенсивности падающего; быстродействие и связанная с ним полоса пропускания, представляющая собой диапазон частот акустич. волн, внутри к-рого возможна дифракция падающего света.
В рефракц. акустооптич. дефлекторе отклонение светового луча осуществляется вследствие искривления его пути при прохождении через среду с неоднородной деформацией (к-рая возникает под действием стоячей или бегущей акустич. волны). Такие дефлекторы являются низкочастотными устр-аами (частота вкустич. волн не превышает 0,5 МГц), осуществляющими развёртку светового луча по синусоидальному закону.
Акустооптический фильтр — оптич. фильтр, селективные св-ва к-рого обусловлены взаимодействием с мо-нохроматич. акустич. волнами лишь тех световых волн, длины к-рых с достаточной точностью удовлетворяют условию Брэгга. Такие фильтры позволяют выделять иэ широкого спектра оптич. излучения достаточно узкий интервал длин световых волн. Изменяя частоту акустич. волн, можно выделяемый интервал перемещать по оптич. спектру в широких пределах. Различают акустооптич. фильтры с колли-неарным (у к-рых направления распространения света и звука совпадают или противоположны) и с неколли неарным взаимодействием (рис. 3). Осн. характеристики акустооптич. фильтра: ширина полосы пропускания ДЛл и разрешающая способность, равная \}^,/кц, где >-о — длина световой волны в вакууме; диапазон оптич. перестройки, эффективность и быстродействие.
Акустооптический процессор, оптический процессор, в к-ром пространственно-временнвя модуляция оптич. излучения осуществляется с помощью дифракц. вкустооптич. дефлектора (рис. 4). Такие процессоры обеспечивают обработку информации в реальном масштабе времени в широком частотном дивпазоне (до 10 ГГц). Акустооптич. процессоры осуществляют след. операции: преобразование Фурье акустич. сигнала, нахождение взаимной корреляции заданной ф-ции с опорной, генерирование сигналов с заданной формой и пр. Применяются в устр-вах оптической обработки информации.
Наиболее распространёнными материалами, используемыми для создания А. у., являются спец. стёкла, а также монокристаллы Те02 и LiNbOi, прозрачные в видимом и ближнем ИК диапазонах; из материалов, прозрачных в дальнем ИК диапазоне, наибольшее применение получил Ge.
АКУСТООПТИКА. раздел акустоэлектроники, изучающий взаимодействие зл.-магн. волн (в основном оптич. диапазона) с акустич. (звуковыми) волнами в твёрдых телах и жидкостях. Одним из осн. следствий акустооптич. взаимодействия является изменение характеристик оптич. излучения в среде при распространении в ней акустич. волны. Распространение акустич. волны в среде вызывает периодич. изменение показателя преломления этой среды, что приводит к возникновению структуры, аналогичной дифракционной решётке с периодом, равным длине акустич. волны и движущейся со скоростью звука. При прохождении в такой среде оптич. излучения с шириной пучка d^^5f^5 — длина акустич. волны) возникают помимо основного пучки отклонённого (дифрагированного) света, характеристики к-рых (направление в пространстве, поляризация и интенсивность) зависят от параметров акустич. волны (частоты, поляризации, интенсивности и толщины пучка акустич. волн), оптич. излучения (частоты и поляризации), а также от угла между направлениями распространения световых н акустич. волн (акустооптическая дифракция, ). При достаточно большой интенсивности оптич. излучения характер акустооптич. взаимодействия зависит также от величины этой интенсивности. Если интенсивность оптич. излучения составляет 50—100 Мвт/см', то акустооптич. дифракция может привести к усилению относительно слабых акустич. волн или их генерации в результате вынужденного Мандельштама — Бриллюзна рассеяния (см. Вынужденное рассеяние света).
Различают брэгговскую акустооптич. дифракцию н дифракцию Рамена — Ната. Брзгговская дифракция имеет место при высокой частоте акустич. волн ('—100 МГц и выше) и характеризуется тем, что дифракция плоской монохроматич. световой волны нв плоской монохроматич. акустич. волне эффективна только при определённом угле 6, близком к брэгговскому углу (см. Брэгга — Вульфа условие); при этом нроме основного возникает только один дифракц. порядок оптич. излучения.
В области более низких частот акустич. волн при малых величинах углв 6 (близких к нулю) имеет место дифракция Рамана — Ната, к-рая характеризуется одноврем-появлением мн. сравнимых по интенсивности дифракц. порядков оптич. излучения.
При прохождении в среде оптич. излучения с шириной пучкаd<LX$ возникает акустооптическая рефракция (изменение хода световых лучей в неоднородной деформируемой среде), при к-рой световая волна после прохождения пучка акустич. волн толщиной L отклоняется от своего первонач. направления на угол |$, пропорциональный длине пути светового луча в звуковом поле и Градиенту показателя преломления среды.
Акустооптич. взаимодействие используется в оптике, оп-тоэлектронике, лазерной технике для управления в основном когерентным оптич. излучением (обычно ИК и видимого диапазонов длин воли) с помощью акустич. волн, частоты к-рых лежат в пределах от единиц МГц до единиц ГГц. Акустооптические устройства (дефлекторы, модуляторы, фильтры и др.) позволяют управлять амплитудой, поляризацией, спектр, составом оптич. излучения и направлением его распространения. Использование акустооптич. методов в фнэ. исследованиях позволяет изучать характеристики акустич. полей и св-ва материалов, в к-рых имеет место акустооптич. взаимодействие, а также осуществлять визуализацию акустич. полей.
АКУСТИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ. упругие возмущения, распространяющиеся в твердой, жидкой и газообразной сре-даж Диапа он частот А. в. — от долей Гц до 1013 Гц, в к-ром выделяются инфразвуковые (примерно до 16 Гц), звуковые (ст 16 до 2-104 Гц), УЗ (от 2-104 до 10 Гц) и гиперзвукоьые (от 10 до 10 Гц) волны. Распространение А. в- в среде сопровождается переносом энергии. А. в. характеризуются амплитудой колебат. смещения ч-ц среды н его направлением, частотой колебаний, длиной волны, фазовой и групповой скоростями, а также законом распределения смещений и напряжений по фронту волны. В любой уг ругой среде распространение А. в. сопровождается их . атуханием. Если на пути А. в. возникает к.-л препятствие то происходит дифракция волн иа этом препятствии.
В жидкое ях и газах, к-рые обладают упругостью объёма, но не обладают упругостью формы, распространяются только продольные волны разрежения — сжатия
В неограниченной твёрдой среде возможны А. в двух типов: продольные и сдвиговые (поперечные). Если среда однородна л изотропна, то при распространении продольных А. в. направление движения ч-ц среды совпадает с направлением распространения волны (рис., а). В случае сдвиговых в. направление движения ч-ц среды перпендикулярно направлению распространения волны (рис., б).
На границе твёрдого тела с вакуумом, газом, жидкостью или с др. твердым телом распространяются поверхностные акустические волны, являющиеся комбинацией неоднородных продольных и сдвиговых волн, амплитуды к-рых экспоненциально убывают при удалении от границы.
В ограниченных твёрдых телах (пластинах, стержнях), представляющих собой твёрдые волноводы, распространяются волны, каждая из к-рых является комбинацией неск-продольных и сдвиговых волн
В анизотропных средах (нвпр., анизотропных кристаллах) св-ва А в. зависят от типа кристалла и направления их распространения В общем случае в кристалле в любом направлении всегда распространяются три волны: квазипродольная и две квазнпоперечные, в к-рых преобладают соответственно продольные и поперечные смещения. Каждая волна имеет свою скорость При распространении А. в в кристаллах возможно возникновение различия в направлениях фазовой и групповой скоростей, вращения плоскости поляризации, усиления волн вследствие акустоэлектронного взаимодействия и др. эффекты.
Распространение А. в. сопровождается ее затуханием, оси причинами к-рого являются, расхождение А. в. по мере её удаления от источника; рассеяние А. в на неоднород-ностяк среды; необратимый переход энергии А. в. в др. формы (напр, в тепловую), т е ее поглощение (см. Затухание волн).
А. в. широко используют в акустоэлектроннке, в дефектоскопии, гидролокации, сейсмологии и др.
АКУСТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ЗАДЕРЖКИ, линия задержки, действие к-рой основано нв малой скорости распространения акустических волн в твёрдых телах. Для задержки эл.-магн. сигнала его преобразуют в акустич. сигнал, к-рый после прохождения по звукопроводу определённой длины вновь преобразуется в эл.-магнитный. А. л. з. состоит из входного и выходного электроакустических преобразователей и звукопровода. В зависимости от способа включения в электрич. цепь различают А. л. э., работающие «на проход» и «на отражение» . В А. л. з. первого типа входной и выходной преобразователи разделены, в А. л.з. второго типа один и тот же преобразователь работает как входной (в момент подачи на него сигнала) и как выходной.
Основные параметры А. л. з. Время задержки t, зависит от длины пути, проходимого акустич. волнами в звукопроводе, и скорости их распространения в звукопроводе. Рабочая частота fo примерно равна резонансной частоте преобразователей. Полоса пропускания \f определяется в основном добротностью преобразователей. В широкополосных А. л. з. Af зависит также от частотной характеристики потерь акустич. волн, распространяющихся в звукопроводе. Потери в А. л. з., определяемые козф. D=10 lg Wea/W1WM, где У/ия и W1M1( — мощности сигнала соответственно на входе и выходе А. л. з., складываются из потерь на двукратное электромеханич. преобразование на входном и выходном преобразователях и потерь при распространении акустич. воли в звукопроводе. Уровень ложных сигналов (УЛС) характеризуется отношением амплитуды наибольшего из ложных сигналов к амплитуде задерживаемого сигнала. К ложным относятся все сигналы на выходе А. л. з., задержка к-рых отличается от заданной. УЛС зависит от конструктивных особенностей звукопровода. Температурный коэффициент задержки (ТКЭ) определяется в основном зависимостью скорости распространения вкустич. волн в звукопроводе от темп-ры. Максимальная подводимая мо щ-ность зависит от злектрич. прочности материала преобразователя. В зависимости от типа используемых акустич. волн различают А. л. з. на объёмных и на поверхностных акустич. волнах.
А. л. з. на объёмных акустических волнах. В таких А. л. з. энергия акустич. волны локализуется по сечению звукопровода, размеры к-рого существенно превышают длину волны. Время задержки в звукопроводе заданного размера можно увеличить многократным отражением акустич. волн от звукопровода. В таких А. л. з. используются либо плёночные преобразователи (напр., текстурированные преобразователи на основе CdS, 2пО), либо пластинки пьезокерамики, крист. кварцв или ниобвта лития, к-рые напыляются или закрепляются (приклеиваются или привариваются с помощью диффузионной сварки) нв торцевых поверхностях звукопровода. Для изготовления звукопровода А. л. з. для частот 100—200 МГц используются в основном плавленый кварц или термостабильное стекло, для частот св. 200 МГц—крист. кварц, рубин или гранат. Условно выделяют три типа А. л. з. на объёмных волнах: с фиксир. задержкой (работают «нв проход», t30,1—30 мкс); с длит, задержкой (выполнены в виде многогранного блока с распространением вкустич. волн между его гранями по ломаной траектории, работают «на проход», t3 до S мс); многозховые с длит, задержкой (отражающая торцевая поверхность звукопровода выполнена в виде сферы, работают «на отражение», t3 до 100 мкс).
А. п. з. на поверхностных акустических волнах. В таких А. л. з. энергия поверхностных акустических волн (ПАВ) локализуется в приповерхностном слое, глубине к-рого соизмерима с длиной акустич. волны. В этом случае используют встречно-штыревые преобразователи (ВШП), нанесённые на поверхность пластины, к-рая служит звукопроводом. А. л. з. на ПАВ работают в основном «на проход». Увеличение t, достигается использованием т. н. спиральных, или циклич., А. л. з. на ПАВ, в к-рых звуко-провод имеет две скруглённые торцевые поверхности, что обеспечивает многократную циркуляцию волн. Широкое распространение получили дисперсионные А. л. з. на ПАВ, к-рые позволяют относительно просто осуществлять преобразование и обработку сигналов. Эффект дисперсии в них имитируется благодаря разнице в расстояниях между металлич. электродами входного и выходного ВШП (участки ВШП с разл. шагом работают на разных частотах, ).
АДСОРБЦИЯ (от лат. ad — на, при и sorbeo — поглощаю), концентрирование вещества (в д с о р б а т а) из объёма газообразной или жидкой среды на поверхности её раздела с жидкостью или твёрдым телом (адсорбентом). А. происходит под действием сил притяжения частиц в-ва (молекул, атомов, ионов) в поверхностном слое адсорбента. В зависимости от характера взаимодействия молекул (атомов, ионов) адсорбента и адсорбата различают физическую и химическую А. Физ. А. не сопровождается хим. изменениями молекул, причём молекулы адсорбата могут мигрировать по поверхности адсорбента. При хим. А. (хемосорбции) происходит существ, изменение электронной структуры адсорбир. молекулы (перенос з вря да, образование хим. связи и т. п.). Адсорбир. молекулы через нек-рое время (время А.) покидают поверхность адсорбента — процесс, обратный А., получивший назв. десорбции. А. широко используется в технологии получения сверхчистых в-в, плёночных структур, для изменения св-в адсорбента (напр., при создании катодов электровакуумных приборов), очистки технологич. газов, а также для поглощения остаточных газов в вакуумных системах.
Н. И. Иоиоя.
АЗОТ (лат. Nitrogenium), N, химический элемент V гр. периодич. системы Менделеева; ат. н. 7, ат. м. 14,01. Газ без цвета и запаха; плотн. 1,25 кг/м ; тпл= —209,9 °С, tHHn= —195,В°С. При обычных условиях химически инертен.
В электронном приборостроении используется гл. обр. в качестве инертной среды во мн. технологич. процессах (напр., при выращивании монокристаллов и эпитаксиальных плёнок, сборке ПП приборов), как газообразный диэлектрик (в герметизир. устр-вах), в составе газовой смеси (в нек-рых газоразрядных приборах); жидкий А. применяется как хладагент для получения и поддержания низких темп-р в крио-электронных устр-вах. Из соединений А. наиболее широко используются нитриды (напр., для изготовления элементов и приборов опто- и акустоэлектроники, для создания диэлектрич. и защитных покрытий в ПП приборах и ИС).
АДГЕЗИЯ (от лат. adhaesio — прилипание, сцепление, притяжение), сцепление соприкасающихся поверхностей двух разнородных жидких или твёрдых тел, обусловленное гл. обр. взаимодействием между частицами (атомами, ионами, молекулами) или хим. связью. Сцепление частиц в-ва, составляющих одну фазу, наз. когезией. А. измеряется силой или работой разобщения поверхностей, приходящейся на единицу площади их контакта. Играет важную роль в процессах пайки, диффузионной сварки, склеивания, осаждения тонких плёнок, нанесения разл. покрытий и др. Повышают А. очисткой контактирующих поверхностей.
АВТОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ (полевая электронная эмиссия, туннельная эмиссия, электростатическая эмиссия), испускание электронов твёрдыми или жидкими проводниками либо полупроводниками (эмиттерами) под действием внеш. электрич. поля высокой напряжённости (Е~10 В/см); разновидность холодной эмиссии. Обнаружена в 1697 Р. Вудом (США); в 1928—29 Р. Фаулер (США) и Л. Нордхейм (Германия) двли теоретич. объяснение А. э. на основе туннельного эффекте. Наиболее полно изучена А. э. металлов в вакуум Важные особенности такой А. э.: высокие предельные значения плотности тока j (до 10е—10 ' А/см2) и экспоненциальный характер зависимости j от Е. При темп-ре 0 К зтв зависимость имеет вид (Фаулерл — Норд-хеймв закон):
соответствии с законом Фаулера— Нордхейма зависимость |g (j')=f(l/E) с достаточной степенью точности графически выражается прямой линией. Отклонение этой зависимости от линейной при ;>10ь А/см' связано с влиянием пространственного заряда или с особенностями формы приповерхностного потенциального барьера. При j ^ 1 0*— 10 А/см2 А. з, может перейти в вакуумный пробой с разрушением змиттера. Этот переход сопровождается интенсивной, т. н. взрывной электронной эмиссией. А. э. металлов в вакуум слабо зависит от темп-ры Т эмиттера. Малые отклонения значений j (Т) от j (О) пропорциональны Т2. При достаточно высоких темп-pax эта закономерность нарушается: возникает термоавтоэлектронная эмиссия, к-рая с ростом Т и понижением Е переходит в термоэлектронную эмиссию, усиленную полем (см. Шоттки эффект). Энергетич, спектр эл-нов при А. э. из металла весьма узок (его полуширине лежит в пределах 0,05—0,3 эВ). Форма спектра зависит от распределения эл-нов по энергиям внутри эмиттера, а также от наличия на его поверхности примесей, особенно неметаллич. происхождения.
А. з. ПП изучена менее полно. Для неё характерны: ограничения j, обусловленные меньшей, чем в проводниках, концентрацией эл-нов проводимости; дополнит, влияние электрич. поля на величину j из-за проникновения поля в ПП; термо- и фоточувствительность; чувствительность к особенностям зонной структуры ПП, а также к перераспределению потенциала при протекании токв через образец.