直線集束ビーム/平面波超音波材料解析システムによるAlN単結晶の音響関連物理定数決定に関する検討

概要

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直線集束ビーム/平面波超音波材料解析(LFB/PW-UMC)システムによるAlN単結晶の基礎的な音響特性の評価および音響関連物理定数の決定を行なった。まず、Y-cutおよびZ-cutの試料のみを用いて六方晶AlN単結晶の音響関連物理定数を決定する方法を検討した。その結果、2つの縦波音速、3つの横波音速、3つの漏洩弾性表面波(LSAW)速度を用いて、弾性定数および圧電定数をすべて決定する手順を示した。また、LSAW速度の校正精度を高めるために、バルク波音速のみで決定可能な弾性定数のみが関与するY-cut X軸伝搬のLSAW速度を基準に校正を行なう手法を提案した。次に、物理輸送(PVT)法により自発核生成したAlN単結晶から、Y-cutおよびZ-cut試料を準備し、200MHz帯において縦波、横波、LSAWの音速測定を行なった。その結果、文献の定数から計算される値と比べて、最大で、LSAW速度で2.0%、縦波音速で2.1%、横波音速で1.7%の大きな差を捉えた。得られたバルク波音速およびLSAW速度を用いて全ての独立な弾性定数と圧電定数を決定した。その結果、弾性定数ではc_<12>^Eで最大9%、圧電定数ではe_<31>で最大67%の文献値との差があることを示した。
2007-09-21