Учёные НИУ ВШЭ совместно с ФИАН РАН предложили способ быстро оценивать прочность сцепления тонких пленок с подложкой. Метод важен для разработки сверхвысокочастотных акустических фильтров, которые используют в технологиях связи нового поколения.
Учёные НИУ ВШЭ совместно с ФИАН РАН разработали метод, который позволяет заранее оценивать прочность сцепления тонких плёнок с подложкой. Речь идёт о параметре межслоевой жёсткости, который критичен для работы сверхвысокочастотных акустических фильтров, применяемых в системах связи 5G и будущего 6G.
В таких устройствах сигнал проходит преобразование из электромагнитного в акустический и обратно. Это помогает подавлять помехи при передаче данных. На частотах гигагерцового и десятков гигагерцового диапазона поведение акустических волн на границе материалов становится трудно предсказуемым.
Даже незначительное проскальзывание плёнки относительно подложки из-за слабого поперечного сцепления может привести к тому, что фильтр перестаёт корректно работать. При этом дефект обычно выявляется только на этапе уже собранного устройства, что делает разработку дорогостоящей.
В новом методе используются короткие лазерные импульсы, которые возбуждают поверхностные акустические волны в образце без его разрушения. В эксперименте применяли кварцевое стекло с нанесённой плёнкой нитрида бора толщиной около 600 нанометров.
Лазерный импульс локально нагревает поверхность, и по ней распространяется волна смещения. Второй импульс фиксирует её положение с высокой точностью, позволяя восстановить карту вертикальных колебаний поверхности.
Анализ формы и скорости распространения волны даёт возможность определить упругие характеристики системы и параметры сцепления плёнки с подложкой. При этом отдельно выделяется поперечная жёсткость, отвечающая за сдвиг слоёв, которая ранее практически не поддавалась измерению.
Метод позволяет тестировать пары материалов до создания устройства и отбраковывать неудачные сочетания на раннем этапе.
Исследование выполнили при поддержке Российского научного фонда, результаты опубликовали в Applied Physics Letters.
Читать далее:
Вселенная внутри черной дыры: наблюдения «Уэбба» подтверждают странную гипотезу
Испытания ракеты Starship Илона Маска вновь закончились взрывом в небе
Сразу четыре похожих на Землю планеты нашли у ближайшей одиночной звезды
Обложка: magnific
