基于传递矩阵与刚度矩阵法的压电半导体介质中的Rayleigh波研究

朱明钰，李立，杜君花，李晓红

基于传递矩阵与刚度矩阵法的压电半导体介质中的Rayleigh波研究

朱明钰，李立，杜君花，李晓红

（齐齐哈尔大学 理学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006）

研究各向异性的压电半导体半空间中Rayleigh波的传播特性，由压电半导体材料的本构方程和控制方程推导出压电半导体介质的状态微分方程．定义传递矩阵和刚度矩阵，推导状态转移变系数矩阵方程，求出半无限大压电半导体空间的传递矩阵与表面刚度矩阵．结合表面边界条件给出压电半导体半空间在不同表面边界条件下的Rayleigh波波速方程，分析了压电半导体半空间中Rayleigh波的传播特性．

压电半导体；半无限大空间；Rayleigh波；传播特性

表面声波器件在电子、信息和通信媒体等领域应用广泛，具有生产简单、灵敏度高、体积小的优点．其中，压电材料的声学器件是其中最重要的一种，压电材料中的表面波研究受到很多学者的关注．Manna[1]研究了功能梯度压电覆盖层的非均匀弹性半空间中的Love波，采用分离变量法和Whittaker函数作为数学工具，得到了Love波的色散方程．Gu[2]等研究了压电半导体半空间中的剪切水平表面波，并发现半导体效应对波速有影响，引起波的色散或衰减．Li[3]研究了含功能梯度压电覆盖层半无限大介质中Rayleigh波的传播，分析了5种不同的梯度对Rayleigh波波速的影响．Jiao[4]等研究了弹性波在2个压电半空间夹层的压电半导体板中的传播，发现稳态载流子密度和外加偏置电场对反射波和透射波……