Tín hiệu điện xoay chiều đầu vào áp dụng cho các điện cực, điện trường thấm sâu vào chất nền áp điện và bề mặt được sóng âm gây ra do sự ghép áp điện. Khi tích tụ trên các điện cực để đáp ứng với các sóng âm, do đó gây ra sóng âm thanh trung. Theo cách này, IDT có thể hoạt động như thiết bị phát, thu và phản xạ chung.
Hình 1.21: Cơ cấu SAW đơn giản với một IDT [1]
Sóng âm có thể được tạo ra trong vật liệu áp điện. Các vật liệu áp điện có thể là thạch a n h, n i o b a t e lithium, tantalate lithium hoặc một bộ màng mỏng như oxit kẽm và A1N. Màng mỏng của oxit kẽm trên một chất nền không áp điện như silicon được sử dụng khi thiết bị cần phải được tích hợp với vi điện tử. Các định hướng tinh thể, độ dày của vật liệu áp điện và hình dạng của các đầu dò kim loại xác định kiểu về chế độ của các sóng âm thanh trên bề mặt áp điện.
Một thiết bị SAW cơ bản thường gồm hai IDT trên một bề mặt như thạch anh. Các IDT đầu vào phóng và đầu ra nhận sóng. Các bộ chuyển đổi bao loại một loại điện cực xen kẽ được làm từ một màng kim loại đã kết tủa trên một nền áp điện.
Chiều rộng của các cực điện thường bằng chiều rộng của khoảng cách giữa các cực điện cho việc chuyển đổi tối đa tín hiệu điện thành tín hiệu cơ và ngược lại. Các chiều rộng tối thiểu cực điện mà đạt được trong ngành công nghiệp là khoảng 0,3 µm, mà quyết định tần số cao nhất khoảng 3Ghz.
Một điện áp Vi hình sin có tần số f áp dụng cho một IDT đầu vào với điện trường đó, thông qua hiệu ứng áp điện gây ra một mô hình biến dạng của chu kỳ . Nếu tần số f là như vậy mà là gần với chiều dài bước sóng bề mặt, sóng bề mặt sẽ được đưa ra theo hai hướng đối diện cách xa bộ chuyển đổi. Sóng bề mặt gây ra điện trường tương ứng ở các bộ chuyển đổi đầu ra và do đó tạo điện áp tại trở kháng .
Các biến đổi đầu vào và ra có thể bằng hoặc khác nhau. Nó phụ thuộc vào chức năng của thiết bị SAW phải thực hiện. Thông thường, nó khác nhau ở các điện cực trùng lặp, số lượng và đôi khi là vị trí. Độ lớn của tín hiệu đầu ra là các hàm tỷ lệ của chiều dài bước sóng tín hiệu và khoảng cách
. Nếu khoảng cách bằng với chiều dài bước sóng. Độ lớn điện áp đầu ra là tối đa. Các tần số tương ứng sau đó được gọi là trung tâm hoặc đồng bộ tần số của thiết bị. độ lớn của điện áp đầu ra phân rã như các thay đổi tần số từ tần số trung tâm
Trong loại thứ hai của các thiết bị SAW – SAW cộng hưởng
Hình 1.22 Bộ cộnghưởng SAW 1 cổng [1]
IDT được sử dụng như là bộ chuyển đổi của các tín hiệu cơ khí và ngược lại, những biên độ và đặc tính pha thu được trong cách khác nhau. Trong cộng hưởng, các phản xạ của song từ một trong hai đường sọc kim loại
hoặc rãnh sâu nhỏ được sử dụng. Trong một cộng hưởng SAW chỉ có một IDT thì nó được đặt là trung tâm của bề mặt, được sử dụng cho cả đầu vào và đầu ra. Các tín hiệu đầu vào kết nối với IDT, thông qua ăng ten trực tiếp tạo thành một song cơ học trong chất nền áp điện đi dọc theo bề mạt của cả hai bên từ bộ chuyển đổi. Sóng phản lại từ các dãy phản chiếu và di chuyển lại bộ chuyển đổi, chuyển hóa nó trở lại tín hiệu điện. Sự suy giảm của tín hiệu là rất nhỏ nếu tần số của tín hiệu đầu vào phù hợp với tần số cộng hưởng của thiết bị.Các tần số cộng hưởng được xác định bởi các hình dạng của bộ chuyển đổi và phản xạ, khoảng cách giữa bộ chuyển đổi và các gương phản xạ và vận tốc sóng. Các vận tốc sóng phụ thuộc vào chất đế và môi trường xung quanh.
CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM 2.1. Phương pháp tổng hợp vật liệu thanh nano ZnO