Акустический реактор

 

им. К.Э. Циолковского (54) АКУСТИЧЕСКИЙ РЕАКТОР

Изобретение относится к техноло.гии получения полосковых систем с периодически изменяющейся величиной акустического затухания о длине образца, в частности к технике получения устройств и оборудования для изготовления диспергироваиных материапов с периодически изменяющейся структурной упорядоченностью, и может быть использовано при.изготовлении

11 оснастки технологического оборудования для получения акустических терн алов. вестно устройство, выполненное

15 в виде проточного реактора нли звукопроводящей трубы, в котором с помощью встречно-штыревой системы электродов генерируются поверхностноакустические гиперзвуковые волны в подложке из пьеэодиэлектрика,а на подложку осаждают металл в виде порошка с одинаковым размером гранул. С помощью отражателя в реакторе форьмруют стоячую акустическую волну и под действием электростатического ноля на поверхности диэлектрика происходит осаждение металла в виде гребенки по длине подложки. Акустическая волна генерирует чередующиеся пучности н разряжения, поэтому в местах расположения пучностей происходит осаждение металла, а в местах разряжений металл не осаждается (! ).

Недостатком такого устройства яв ляется невозможность получения плосковых линий иэ 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 дисперсностн.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, представляющее собой акустический реактор для получения диспергированных по толщине

1 материалов с периодически изменяю868896 Д ции Уф-излучением, стоячую волну

6, состоящую из пучностей 7 и разряжений 8 (стрелкой показано направление движения паров реагента).

Принцип работы устройства заключается е следующем. щейся толщиной сечения пс длине образца, состоящий. из реакционного объема, внутри которого формируют стоячую акустическую волну подогреваемого 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 превьппает скорость вне его, и на подложке получается гребенчатая структура с периодически волнистым рельеформ, т.е. материал с периодически изменяющимся сечением по длине .. обрasца. Акустическое сопротивление тонкой части образца существенно превышает сопротивление его толстой части, что,позволяет получать диспергированные материалы с периодически изменяющимся акустическим сопротивлением.

Недостатком данного устройства является отсутствие воэможности получения в нем диспергированиых матерна" лов с периодически изменяющейся сте" пенью структурной упорядоченности, так как структура образца во всех его точках остается постоянной. Другим недостатком является низкая степень дисперсностн материала из-за слабого различия величины акустичес-: кого сопротивления и частной зависимости волнсвогс вектора (дисперсия ) в тонкой и толстой частях.

Цель изобретения — повышение степени дисперсности материалов с периодически изменякщейся структурной упорядоченностью по длине образца.

Поставленная цель достигается за счет тоro, что подложка размещена в углублении плоского основания реактора на глубине, равной толщине подложки с точностью установки пс половины расстояния между соседними пуч-. ностями стоячей акустической волны.

На фиг.1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — продольный разрез зоны

: активации реактора.

Устройство содержит реактор (толщина стенок, ввод и вывод паров. водяной затвор и устройство ввода акустической волны являются стан" дартными и не показаны), подогреваемый столик 2 с подложкой 3, осаждаемую пленку 4. систему 5 актива10

2$

ЭО

Щ

56

С помощью акустического генератора в реакторе создается режим стоячей водны и в подложке генерируются поверхностные звуковые волны. В местах расположения пучностей стоячей волны происходит интенсивное колебание материала подложки эа счет избыточной энер гии акустической волны. Это эквивалентно выделению больmoro количества избыточного тепла и локальному разогреву подложки. В результате структура конденсата, выпадающего при разложении паров реагента, в местах пучйостей становится хорошо упорядоченной и почти кристаллической. Наоборот, в местах расположения разряжений амплитуда псверхностньж волн ьщнимальна и тепло практически не выделяется, поэтому структура конденсата в таких местах является аморфной (фиг.2).

Значения К„ 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,увеличивается значение отношения Й и

Rg. При обычном расположении подложки происходят рассогласование режима стоячей волны из-эа частичного отражения прямой и обратной бегущих воли, образующих одну стоячую волну. Известно, что расстояние между чередующимися областями со структурной упорядоченностью составляет половину длины акустической волны.

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 укаэанных неМ

J достатков подложку устанавливают эаФ подлицо с основанием реактора, тогда рассеяние отраженной волны сводится к минимуму. Точность размещения под ложки должна быть не хуже половины длины волны или половины расстояния

868896 между соседними пучностями по укаэанным выше соображениям.

Пример 1. Акустическая мощ— ность генератора 5,1 Вт, частота

30 ИГц, расстояние между пучностями

50 мкм, потери на входе 15 дБ,; отношение . 1 130, размеры зерна в кристаллической области составляют 0,2-0,3 мкм, точность расположения подложки23 мкм, степень частотной дисперсии материала 28,6 дБ.

Hp и м е р 2. Акустическая мощность генератора 2,ч Вт,частота

60 МГц, расстояние межпу пучностямл

20 мкм, потери на входе 12 дБ, отношение R . R 2 16, размеры зерна

0,8 мкм, точность размещения подложки + 10 мкм,степень частотной дисперсии 32 дБ.

Предлагаемый акустический реактор обеспечивает резкое повьнпение степени дисперсности материалов с периодически изменякщейся структурной упо.рядоченностью по длине образца. Укаэанные материалы могут эФфективно использоваться в полосковых устройствах, линиях задержки и акустических резонаторах. Технологическая оснастка акустического реактора может быть выполнена в виде серийного оборудования.

ЗО

6 формула изобретения

Акустический реактор для получения днспергироваиных материалов с периодически иэменякшейся степенью структурной упорядоченности, состоящий из реакционного обьема, внутри которого формируют стоячую акустическую волну подогреваемого столика с подложкой, устройства ввода и вывода па" ров реагента, зоны активации и водяной рубвшки для создания температурного градиента, о т л и ч а ю щ и й— с я тем,, что,,с целью повышения степени дисперсности материалов с периодически иэменянкейся структурной упорядоченностью по длине образца, подложка размещена s углублении плоского основания реактора на глубине, равной толщине подложки .с точностью установки до половины расстокния между соседнимс пучностяж стокчей акустической волны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.,Авторское свидетельство СССР

11 478525, кл.< C 23 С 13/00» 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

11» 688085» кл. К 04 R 23/00» 1979 (прототип) .

868896

Составитель В. Вощанкин

Редактор К.Лембак Техред Т.Нато йса Корректор У. Поноиаре жо

Заказ 8346/78 Тирам 637 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

)!3035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул.Проектная, 4