Investigation of surface acoustic wave reflection

at the liquid/thin film/solid interface systems

 

Etude de la réflexion des ondes acoustiques de surface

aux interfaces des systèmes liquide/couche mince/solide

 

I. Beldi1,2, Z. Hadjoub1, A. Doghmane1*

1Laboratoire des Semi-conducteurs, Département  de Physique, Faculté des Sciences, Université Badji-Mokhtar,

Annaba, B.P 12, DZ-23000 Algeria

2Département  des Sciences Fondamentales, Faculté des Sciences et Sciences de l’Ingénieur, Université 20. 08. 1955,

 Skikda, BP 26,  DZ-21000 Algeria

* Corresponding author. E-mail: lsc_contact@yahoo.fr

Received: 09 October 2006; revised version accepted: 30 May 2007

 

Abstract 

     Surface acoustic wave analysis is of great importance in the determination of materials elastic properties. In this work, we investigate the reflection of such waves at liquid/thin film/solid interfaces. To do so, we chose different layers (Cr, Al2O3, SI3N4, AlN and SiC) deposited on two types of substrates (quartz and sapphire). Computation and then analysis of the reflection coefficient of these structures at different layer thickness showed an important diminution in both Rayleigh mode phase (97%) and amplitude (77 %) for relatively higher ratios of Rayleigh velocities of layers and substrates. This anomaly is the result of multiple reflections and impedance mismatching of the interfaces liquid/thin film and thin film/solid; thus, leading to energy dissipation and hence less accurate measurements.

 

Keywords: Thin films; Surface waves; Reflection; Interfaces.

 

Résumé 

     L’analyse de la propagation des ondes acoustiques de surface est d’une grande importance dans la détermination des propriétés élastiques des matériaux. Dans ce travail, nous étudions la réflexion de ce type d’onde aux interfaces liquide/couche mince/substrat. Ainsi, nous avons choisi différentes couches minces (Cr, Al2O3, SI3N4, AlN et SiC) déposées sur deux types de substrats (quartz et saphir). Le calcul et ensuite l’analyse du  coefficient de réflexion, R(q), de ces structures pour différentes épaisseurs des couches ont montré une importante diminution aussi bien dans les valeurs de la phase du mode de Rayleigh (97 %) que dans celles du module (77%) lorsque le rapport des vitesses de Rayleigh dans la couche et le substrat devient relativement important. Cette anomalie est le résultat de réflexions multiples et la non adaptation des impédances aux interfaces : liquide/couche et couche mince/solide ; entraînant ainsi une dissipation d’énergie et par conséquent des mesures non précises

 

Mots clés : Couches minces ; Ondes de surfaces ; Réflexion ; Interfaces.

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