Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 20, Numéro 6, juin 1985
Page(s) 311 - 317
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:01985002006031100
Rev. Phys. Appl. (Paris) 20, 311-317 (1985)
DOI: 10.1051/rphysap:01985002006031100

Plate modes in piezoelectric multilayered structures

E.L. Adler et A.A. Nassar

Department of Electrical Engineering, McGill University, 3840 University Street, Montréal, Québec H3A 2A7, Canada


Abstract
Recent experiments have shown that interdigital transducers can couple strongly to plate modes in piezoelectric composite membranes. In this paper the dispersive properties and the piezoelectric coupling (Δν/ν) to these plate modes are presented The various types of modes are identified and related to crystalline symmetry. Results are given for stiffened-shear modes in zinc oxide and selenium membranes and for stiffened-Lamb modes in ZnO and Se membranes as well as in ZnO-on-Si and ZnO-on-GaAs, composite plates. Piezoelectric coupling (Δν/ν) values ranging from one to eight percent are found to be typical for such plate modes. Details of coupling factors, dispersion characteristics, and passband properties which illustrate the properties of these modes are given.


Résumé
Des expériences récentes ont montré que des transducteurs interdigités pouvaient exciter fortement des modes de plaque dans des membranes composites piézoélectriques. Dans cet article, on présente les propriétés dispersives et le couplage piézoélectrique (Δν/ν) de ces modes de plaque. Les différents types de modes sont identifiés et reliés à la symétrie cristalline. Des résultats sont donnés pour les modes transverses durcis dans des membranes d'oxyde de zinc et de sélénium et pour les modes de Lamb durcis, dans des membranes de ZnO et Se comme dans celles des plaques composites ZnO sur Si et ZnO sur GaAs. Des valeurs de coefficients Δν/ν comprises entre un et huit pour cent se révèlent typiques de tels modes de plaques. Des détails sur les facteurs de couplage, les caractéristiques de dispersion et les propriétés de bande passante qui illustrent les propriétés de ces modes sont donnés dans l'article.

PACS
4335 - Ultrasonics, quantum acoustics, and physical effects of sound.
6825 - Mechanical and acoustical properties of solid surfaces and interfaces.
7760 - Piezoelectricity and electrostriction.

Key words
piezoelectric materials -- selenium -- surface acoustic waves -- zinc compounds -- piezoelectric multilayered structures -- interdigital transducers -- piezoelectric composite membranes -- dispersive properties -- piezoelectric coupling -- crystalline symmetry -- stiffened shear modes -- stiffened lamb modes -- ZnO -- Se -- ZnO on Si -- ZnO on GaAs -- coupling factors -- dispersion characteristics -- passband properties