Акустический реактор Советский патент 1981 года по МПК H01R3/08 

(54) АКУСТИЧЕСКИЙ РЕАКТОР

I

Изобретение относится к технояо .гии получения полосковых систем с периодически измевяющейся величиной акустического затухания по длине образца, в частности к технике получения уст- роиста и оворудования для изготовления диспергированных материалов с периодически изменяющейся структурной упорядоченностью, и может быть использовано при изготовлеши оснастки технологического оборудования для получения.акустических бтериапов.

JCTHO устройство, ш 1полненное в виде проточного реактора или звукопроводящей трубы, в котором с помощью встречно-штыревой системы электродов генерируются поверхностноакустические гиперзвукоиле волны в подложке из пьезодиэлектрнка.а на подложку осаждают металл в виде порошка с одинаковым размером гранул. Т; помощью отражателя в peaKToj e

форьмруют стоячую акустическую волну и под действием электростатического поля на поверхности дизлектрика происходат осаждеш1е металла в Ш1де гребенки по длине подложки. Акустическая волна генерирует чередующиеся пучности и разряжения, поэтому в местах расположения пучностей происходщт осажде{ше металла, а в местах разряжений металл не осаждается I .

Недостатком такого устройства является невозможность получения плосковых линий из материала с периодически изменяющейся структурной упорядоченностью по длине образца, что необходимо для создания замедляющих систем. Переход между зубьями металлической гребенки является плавным с низкой степенью дисперсности.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, представляющее собой акустический реактор для получения диспергированных по толщине материалов с периодачески изменяю3щейся ТОЛ1ЩНОЙ сечения по длине образца, состоящий из реакционного объема, внутри которого формируют стоячую акустическую волну подо1 рева емого столика с подложкой, устройства ввода и вывода паров реагента, зоны активации и водяной рубашки для создания температурного градиента. Активирующее излучение падает на подложку через диафрагму с чередующимися окнами. В результате скорость роста пленки в окне значительно преБьппает скорость вне его, и на подложке получается гребенчатая структура с периодически волнистым рельеформ, т.е. материал с периодически изменяющимся сечением по длине . образца. Акустическое сопротивление тонкой части образца существенно пре вьняает сопротивление его толстой части, что .позволяет получать диспергарованные материалы с периодичес ки изменякшщмся акустическим сопротивлением. Недостатком данного устройства яв ляется отсутствие возможности получе ния в нем диспергированных материалов с периодически изменяющейся степенью структурной упорядоченности, так как структура образца во всех его точках остается постоянной. Другим недостатком является низкая степень дисперсности материала из-за слабого различия величишл акустичесscore сопротивления и частной зависимости волнового вектора ( дисперсия) в тонкой и толстой частях. Цель изобретения - повышение ста- пени дисперсности материалов с перио дачески изменяющейся структурной упорядоченностью по длине об зазца. Поставленная цель достигается за счет того, что подложка размещена в углублении плоского основания реактора на глубине, равной толщине подложки с точностью установки о поло вины расстояния между соседними пучностями стоячей акустической волны. На фиг.1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - продольный разрез зоны „ : активации реактора. Устройство содержит реактор 1 (толщина стенок, ввод и вывод паров водяной затвор и устройство ввода акустической волны являются стандартными и не показаны), подогреваeMjiA столик 2 с подложкой 3, осаждаемую пленку 4. систему 5 активации УФ-излучением, стоячую волну 6, состоящую из пучностей 7 и разряжений 8 (стрелкой показано направление Движения паров реагента). Принцип работы устройства заключается в следующем. С помощью акустического генератора в реакторе .создается режим стоячей волны и в подложке генерируются поверхностные звуковые волны. В местах расположения пучностей стоячей волны происходит интенсивное колебание материала подложки за счет избыточной энергии акустической волны. Это эквивалентно выделению большого количества избыточного тепла и локальному разогреву подложки. В результате структура конденсата, выпадакадего при разложении паров реагента, в местах пучйостей становится хорошо упорядоченной и почти кристаллической. Наоборот, в местах расположения разряжений амплитуда поверхностных волн («нимальна и тепло практически не выделяется, поэтому структура конденсата в таких местах является аморфной (фиг.2). Значения R и R резко отличаются между собой, так как величина акустического сопротивления аморфной среды значительно выше, чем у кристалла. В результате степень дисперсности материалов резко повышается.увел1Гчивается значение отношения R и R При обычном расположении подложки происходит рассогласование режима стоячей волны из-за частичного отражения прямой и обратной бегущих волн, образующих одну стоячую волну.Известно, что расстояние между чередуняцимися областяьм со структурной упорядоченностью составляет половину длины акустической волгал. Если размеры неоднородности превышают половину длины волны или половину расстояния между соседними пучностями стоячей акустической волны,что волна огибает препятствие, не рассеиваясь. В противном случае происходит диффузное рассеяние, и режим работы акустического реактора нарушается. С целью устранения указанных недостатков подложку устанавливают заподлицо с основанием реактора, тогда рассеяние отраженной волны сводится к минимуму. Точность размещения под ложки должна быть не хуже половины длины волны или половины расстояния 5 между соседними пучностями по указанным вьше соображениям. П р и м ё р 1. Акустическая мощ- црсть генератора 5,1 Вт, частота 30 МГц, расстояние между пучностями 50 мкм, потери на входе 15 дБ, отношение : Rj 130, раз- мерызерна в кристаллической области составляют 0,2-0,3 мкм, точность расположения подложки23 мкм, степень частотной дисперсии материала 28,6 д Пример 2. Акустическая мощность генератора 2,4 Вт,частота 60 МГц, расстояние между пучностями 20 мкм, потери на входе 12 дБ, отношение R : Rj 216, размеры зерна 0,8 мкм, точность размещения подложки ±10 мкм,степень частотной дисперсии 32 дБ. Предпагаеьшй акустический реактор обеспечивает резкое повышение степени дисперсности материалов с периоди чески изменяющейся структурной упорядоченностью по длине образца. Указанные материалы могут эффективно использоваться в полосковых устройствах, линиях задержки и акустически резонаторах. Технологическая оснасткл акустического реактора может быть выполнена в виде серийного оборудования.

ГТТТМТТТТТ /

7 S

/ / 6 Формула изобретения Акустический реактор для получения диспергированных материалов d периодически изменяющейся степенью структурной упорядоченности, состоящий из реакционного объема, внутри которого формируют стоячую акустическую волну подогреваемого столика с подложкой, устройства ввода и вывода паров реагента, зоны активации и водяной рубвшки дпя создания температурного градиента, отличающийс я тем, что, с целью повышения степени дисперсностн материалов с периодически изменянщейся структурной упорядоченностью по длине образца, подложка размещена в углублении плоского основания реактора на глу бине, равной толщине подложки .с точностью установки до половины расстояния между соседниьм пучностяки стоячей акустической волны. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.,Авторское свидетельство СССР № 478525, кп. с 23 С 13/00, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР 688085, кл. Н 04 R 23/00, 1979 (прототип).