Нелинейные акустоэлектронные явления в слоистых структурах пьезоэлектрик-полупроводник тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

^ ф На правах рукописи

о -'ил

5 ¡- ' ' '

Вьюн Владимир Алексеевич

нелинейные акустоэлектронные явления в слоистых структурах пьезоэлектрик-пояупроводник

(специальность 01.04.10 -"Физика полупроводников и диэлектриков")

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Новосибирск 1996

Работа выполнена в Институте физики полупроводников Сибирского отделения РАН

Официальные оппоненты:

Доктор физико-математических наук профессор

Доктор физико-математических наук профессор

Доктор физико-математических наук профессор

В.К.Малиновский

А.В. Чаплик

И.Ю.Салолов

Ведущая организация: Институт радиотехники и электроники РАН. г.Москва

Зашита диссертации состоится тйщ«ктнГ[Л 1996 г. в час. на заседании Специализированного совета Д.003.05.01 при Институте физики полупроводников 00 РАН (630090, Новосибирск, Проспект Академика Лаврентьева 13. Институт физики полупроводников 00 РАН)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физики полупроводников СО РАН

Ученый секретарь Специализированного совета доктор физико-математических наук

А.Л.Асеев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Интерес к акустоэлектронным (АЭ) явлениям возрос после известной экспериментальной работы [1], в которой было продемонстрировало усиление объемных акустических волн сверхзвуковым дрейфом носителей заряда в пьезополу-проводниковом кристалле. В работе [2] было теоретически получено аналогичное АЗ усиление поверхностных акустических волн (ПАВ) в слоистых структурах пьезоэлектрик-полупроводник. Важной особенностью этой работы является то, что она обратила внимание на1 принципиальную возможность оптимального совмещения в одной структуре различных пьезоэлектриков и полупроводников с необходимыми свойствами. Таким образом были предсказаны широкие возможности для экспериментальных исследований АЭ явлений и их приложений. Все это совместно с найденными простыми методами возбуждения и приема ПАВ с помощью встречно-штыревых преобразователей и общей тенденцией перехода к планарной микроэлектронике переместило основное внимание исследователей на ПАВ в слоистых структурах.

В настоящее время усилиями ученых многих стран сформировалась акустоэлектроника, как направление науки и техники, посвященное исследованию распространения и взаимодействия акустических волн, а также разработке на этой основе твердотельных устройств и методов исследования (3].

Многочисленные акустоэлектронные явления в слоистых структурах пьезоэлектрик-полупроводник обусловлены взаимодействием сопровождающих ПАВ электрических полей с носителями заряда полупроводника. Среди этих явлений можно выделить такие, которые" связаны с линейным и нелинейным акустоэлектронным взаимодействием ПАВ, при котором различные механизмы нелинейности, соответственно, сказываются или не влияют на происходящие процессы. Нелинейные акустоэлектронные явления существенно расширяют области научного и практического приложений [4-8].

Из многочисленных акустоэлектронных явлений, возникающих при распространении ПАВ в структурах пьезоэлектрик-полупроводник, остановимся на тех, которые обусловлены несинхронными процессами взаимодействия. То есть, они не связанны

с генерацией волновых гармоник [4] и параметрическими явлениями [51. В этот широкий класс явлений попадают затухание и дисперсия ПАВ, а также различные нелинейные акустоэлектричес-кие эффекты, приводящие к возникновению акустоэлектрических напряжений и токов в полупроводнике. Такие явления имеют большое значение для практики и лежат в основе АЭ методов исследования поверхностей полупроводников и работы многих устройств обработки сигналов [6-81.

Акустоэлектронное взаимодействие ПАВ в структуре пьезо-электрик-полупроводник связано со следующими принципиальными обстоятельствами, которые отсутствуют в случае объемных акустических волн в кристаллах:

1. Наличие в слоистой структуре поверхности полупроводника приводит к тому, что при распространении ПАВ электронные процессы происходят вблизи этой поверхности или границы раздела пьезоэлектрик-полупроводник. Поэтому на них сказываются поперечные шля и градиенты концентраций, создаваемые поверхностным изгибом зон и неоднородным легированием полупроводников. Кроме того, на них сказывается поверхностный захват и рекомбинация свободных носителей заряда.

2. Концентрация энергии ПАВ в приповерхностном слое и наличие связанных с полупроводником доминирующих механизмов нелинейности (например, концентрационного или ловушечного) приводит к проявлению нелинейных явлений при малых интенсив-ностях волн. При этом нарушается билинейность акустоэлектри-ческих эффектов. То есть, их амплитуды не пропорциональны произведению амплитуд взаимодействующих волн, они имеют сложную зависимость (меняют знак, насыщаются и т.д.). Все это требует рассмотрения АЭ явлений при конечных амплитудах ПАВ, когда малосигнального приближения уже не достаточно.

3. Наличие у поверхностной акустической волны поперечной компоненты электрического поля приводит к возникновению поперечных нелинейных акустоэлектрических эффектов [91. Из-за простоты экспериментального исследования и перспектив приложения большое распространение получили поперечный акустоэлек-трический эффект (ПАЭ), эффекты свертки и запоминания ПАВ [7-9]. Первый соответствует низкочастотному выпрямляющему электрическому сигналу, второй - сигналу на удвоенной частоте

при взаимодействии встречных 11АВ, а третий - сигналу на частоте считывающей ЛАВ при ее взаимодействии с записанной зарядовой решеткой.

Кроме того, наличие у ПАВ поперечной компоненты электрического поля приводит к тому, что происходящие на поверхности полупроводника электронные процессы аналогичны процессам в высокочастотном (ВЧ) эффекте поля при действии ВЧ напряжения смещения в структурах металл-диэлектрик-полупроводник (МДП). Так, как при распространении ПАВ, так и в нелинейном высокочастотном эффекте поля И0-131 они приводят к изменению поверхностной проводимости полупроводника по постоянному току. Поэтому естественно совместное исследование нелинейного ВЧ эффекта поля и нелинейных акустоэлектрических эффектов в слоистых структурах.

Исследование акустоэлектронных явлений в слоистых структурах пьезоэлектрик-полупроводник при конечных амплитудах, поверхностных акустических волн с учетом электронных свойств поверхностей полупроводников является актуальным.

Это связано с тем, что в исследуемых структурах требуется совмещение необходимых акустических и поверхностных полупроводниковых свойств. До сих пор в экспериментах параметры поверхности полупроводников не контролировались, что, естественно, приводило к различию в интерпретации экспериментальных и теоретических результататов.

В свою очередь, в теоретических исследованиях акусто-электронного взаимодействия 11АВ из-за математических трудностей учет параметров поверхности полупроводников рассматривался только в некоторых частных линейных случах, а в нелинейных случаях только в малосигнальном приближении.

Отметим следующие основополагающие раооты.

Так, для линейного АЭ затухания (усиления) ПАВ в [14-16] исследовано влияние поверхностного электростатического изгиоа зон полупроводника, в [17] - постоянного поперечного электрического тока, в [18] - влияние поверхностного захвата носителей заряда в случае плоских зон. При этом учитывалось влияние малого поверхностного изгиоа зон полупроводника лиоо на частоту ПАВ накладывались ограничения.

Что касается учета конечных амплитуд полей, то этому вопросу уделялось внимание только в связи с нелинейным высокочастотным эффектом поля и связанных с ним эффектов акусто-проводимости и ПАЭ {ю-13]. При этом накладывались ограничения на поверхностный изгиб зон. Так, случаи инверсии поверхностной проводимости полупроводника не рассматривались.

Эти обстоятельства в акустоэлектронных явлениях в слоистых структурах пьезоэлектрик-полупроводник принципиально необходимы не только для понимания происходящих физических процессов. Их непосредственно необходимо учитывать в АЭ методах исследования электрофизических свойств поверхности полупроводников. Они также важны при разработке и оптимизации параметров АЭ устройств, в частности, выполненных на основе монолитных структур с пьезоэлектрическими пленками на полупроводниковых подложках и с полупроводниковыми сверхрешетками. (Такие структуры перспективны, поскольку совмещают в себе необходимые акустоэлектронные свойства и свойства МДП-структур).

Именно систематическое экспериментальное и теоретическое исследование акустоэлектронных явлений при конечных амплитудах поверхностных акустических волн в слоистых структурах пьезоэлектрик-полупроводник с учетом поверхностного изгиба зон, поперечной неоднородности и захвата носителей заряда в полупроводниках является целью диссертационной раооты.

В диссертации исследование акусгоэлекгроиного взаимодействия ПАВ проведено, в основном, на примере нелинейных акус-тоэлектрических эффектов свертки, поперечного акустоэлектри-ческого эффекта, а также акустоэлектронного затухания, дисперсии ПАВ и связанных с ними акустоэлектронных явлений. Генерацией гармоник ПАВ и потерей их энергии при преобразовании в высокочастотную ооласть пренеорегается. (Это условие оправдано для структур с дисперсией волн 14]. В экспериментах оно контролировалась непосредственно).

Задачами исследования являлось;

1. Развитие теории акустоэлектронного взаимодействия поверхностных акустических волн в слоистых структурах пьезо-электрик-полупроЕодник с учетом конечных амплитуд волн, а также поверхностных свойств полупроводников.

2. Экспериментальное исследование влияния поверхностных свойств и поперечных неоднородностей полупроводников на акус-

тоэлектронные явления в слоистых структурах пьезоэлектрик-по-лупроводник, включая случай конечных амплитуд поверхностных акустических волн.

3. Поиск таких методов экспериментального исследования, в которых проявляются новые свойства нелинейных акустоэлект-ронных явлений и которые представляют интерес для создания перспективных устройств обработки сигналов, способов исследования электрофизических свойств поверхностей полупроводников, моделирования волновых процессов.

Объекты и методы исследования. В экспериментальных исследованиях использовались монолитные структуры с пьезоэлектрическими пленками (гпО/БЮ^Б!). Такие структуры аналогично МШ-структурам дают возможность эффектом поля осуществлять изгиб зон полупроводника в широких пределах от обогащения до обеднения и инверсии и, следовательно, провести намеченные исследования. В качестве многослойных полупроводников использовались сверхрешетки 1п0аАз/СаАз. Также использовались слоистые структуры с воздушным зазором ЫНЬО-^ЛБ!, СаАз, Се).

Возбуждение и прием ПАВ осуществлялось встречно-штыревы-ш преобразователями. Измерение амплитуд нелинейных акусто-электрических эффектов проводилось радиотехническими методами. Контроль электрофизических и акустических свойств исследуемых структур осуществлялся как известными, так специально разработанными методами.

Теоретические исследования выполнены в рамках единого подхода, исходящего из строгих .статических и динамических уравнений, в классическом приближении без учета квантовых явлений, с обоснованием применимости используемых приближений. Они сопровождаются примерами рассчитанных зависимостей, сравниваются с экспериментальными результатами.

Научная новизна и положения, выносимые на защиту.

В работе сформулировано и развито новое научное направление: исследование акустоэлектрических эффектов в слоистых структурах пьезоэлектрик-полупроводник при конечных амплитудах поверхностных акустических волн. Это направление соответствует современной тенденции развития физических методов исследования твердых тел и функциональной микроэлектроники.

Представленные в диссертации результаты получены впервые и на защиту выносятся следующие положения:

1. Теория акустоэлектрических эффектов при конечных амплитудах поверхностных акустических волн с учетом поверхностного изгиоа зон и захвата носителей заряда в полупроводниках в структурах пьезоэлектрик-полупроводник (включая структуры с пьезоэлектрическими пленками); теория акустоэлектронной ои-стаоильности.

2. Результаты экспериментального исследования акустоэлектрических эффектов при наличии поверхностного изгиоа зон, захвата носителей заряда в полупроводниках и проявляемых при конечных амплитудах поверхностных акустических волн в структурах пьезоэлектрик-полупроводник. в том числе оонаружение и объяснение свойств для:

а), ой- или мультистаоильности акустоэлектронных явлений различного типа (в пассивных кольцевых резонаторных, гибридных системах, в системах оез внешних обратных связей), а также нелинейного высокочастотного эффекта поля;

б), автоколебаний поперечного акустоэлектрического эффекта и конденсаторной фото-эдс в слоистых структурах с внешней обратной связью;

в), поперечного акустоэлектрического эффекта в монолитных структурах с пьезоэлектрическими пленками и с полупроводниковыми сверхрешетками.

3. Новые возможности акустоэлектронных методов обработки сигналов и исследования электрофизических свойств полупроводниковых поверхностей.

Научная обоснованность и достоверность экспериментальных результатов состоит в проведении дополняющих друг друга измерений; а теоретических - в том, что они получены на основе известных уравнений и методов физической акустики и физики полупроводников, совпадают с частными более поздними результатами других авторов, а также с экспериментальными результатами.

Научная и практическая значимость работы заключается в обнаружении новых физических закономерностей акустоэлектронных явлений, связанных с поверхностью полупроводника и проявляемых при конечных амплитудах поверхностных акустических волн в структурах пьезорпектрик-полупроводник. Полученные результаты обобщают известные и предлагают новые. Дают методы расчета и показывают новые возможности для изготовления устройств обработки сигналов, исследования свойств полупроводни-

ков, моделирования нелинейных волноеых процессов.

Личный вклад автора заключается е постановке, проведении и обсуждении части экспериментальных и полностью теоретических публикаций, выполнении измерений и численных расчетов на ЭВМ.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на на Всесоюзных совещаниях и семинарах по упругим поверхностным (поверхностным акустическим) волнам (г.Новосибирск, 1978, 1979, 1990 г.г.); 1У, У Всесоюзных конференциях "Методика и техника ультразвуковой спектроскопии" (г.Вильнюс, 1980, 1984 г.г.); Х-ХУ1 Всесоюзных (российских) конференциях по квантовой акустике (физической акустике твердого тела) и акустозлек-тронике,(г.Ташкент, 1978г.; г.Душанбе, 1981 г.; г.Саратов, 1983 г.; г.Черновцы, 1986 г.; г.Кишинев, 1989 г.; г.Ленинград, 1991 г.; г.Сыктывкар, 1994 г.); I—III Международных симпозиумах "Поверхностные волны в твердых телах и слоистых структурах" (г.Новосибирск, СССР, 198S г.; г.Варна, Болгария, 1989 г.; г.Москва-г.Санкт-Петербург, Россия, 1994 г.); Мездународ-ных конференциях "Акустоэлектроника'87, 89, 91" (г.Варна, Болгария 1987, 1989, 1991 г.г.); XI Международном симпозиуме по нелинейной акустике (г.Новосибирск, СССР, 1987 г.); IX Всесоюзном симпозиуме "Электронные процессы на поверхности и в тонких слоях полупроводников" (г.Новосибирск, 1988 г.); XI Всесоюзной конференции по физике полупроводников (г.Кишинев, 1988 г.); Всесоюзной школе-семинаре "Взаимодействие электромагнитных волн с полупроводниками и полупроводниково-диэлек-трическими структурами" (г.Саратов, 1988 г.); Симпозиуме по микроэлектронике (в рамках двухстороннего сотрудничества АН СССР и АН ГДР) (г.Минск, 1988 г.); ХУ Советско-Японском симпозиуме по электронике "Новые материалы для устройств электроники" (г.Москва, 1988 г.); Конференциях "Акустоэлектронные устройства обработки информации на поверхностных акустических волнах" (г.Черкассы, 1986, 1988, 1990 г.г.;; Международной школе по физике конденсированных материалов (г.Варна, Болгария, 1990 г.); Международной школе по физической акустике (г.Эриче, Италия, 1991 г.); Международном ультразвуковом Симпозиуме (г.Тусон, США, 1992 г.; г.Канны, Франция, 1994 г.); Международном Симпозиуме по контролю частоты (г.Солт-Лейк-Сити, США, 1993 г.); IX Симпозиуме по сверхбыстрым явлениям в

полупроводниках (г.Вильнюс, Литва, 1995 г.), а также на сессиях Научного Совета по проблеме "Ультразвук" (г.Ленинград,

1987 г.; г.Казань, 1987 г.; г.Одесса, 1987 г.; г.Харьков,

1988 г.); семинарах ИФП СО АН СССР, Института физики твердого тела БАН (г.София, Болгария), Военной технической академии (г.Варшава, Польша), Московского, Киевского, Новосибирского отделений КГОРЭС им. А.С.Попова и других отраслевых семинарах и конференциях.

Публикации. Результаты опубликованы в 72 работах, в том числе в монографии [А1], обзорных докладах и статьях {А2-А6].

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, 65 рисунков, I таблицы, списков работ автора и цитируемой литературы (303 наименований). Объем диссертации - 295 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава посвящена обобщению и развитию импедансных методов расчета АЭ взаимодействия ПАВ на случай поперечно неоднородных звукопроводов с пьезоэлектрическим слоем на полупроводниковых подложках (А7-А13]. При таком подходе для каждой поверхностной акустической волны с частотой ш и волновым числом к на границе полупространств граничные условия непрерывности электрического потенциала <рк и нормальной компоненты индукции б^ задаются известным способом через непрерывность их отношения [19-21]. Как в работах [20, 21] и многих других, будем пользоваться понятием поверхностной эффективной диэлектрической проницаемости, определяемой соотношением:

ееГ = п^/СЦсИр^). (I)

Поскольку выводы этой главы используются в теории и экспериментах диссертации, то до рассмотрения оригинальных результатов приводятся основные форйулы для расчета АЭ затухания, дисперсии и эффективности возбуждения ПАВ. Расчет основан на том, что с использованием значения ее* выражается обмен энергией между поверхностной акустической волной и электронной подсистемой в структуре пьезоэлектрик-полупроводник.

После записи и анализа дисперсионного уравнения для ПАВ,

взаимодействующих со средами, примыкающими к ооеим поверхностям пьезослоя, показывается, что для полупространства пьезо-слой-полупроводник его поверхностная эффективная диэлектрическая проницаемость аппроксимируется формулой:

8рГ = % (к " " ф» (2)

в которую входят только три интегральных параметра структуры: к;, вр, зависящих от частоты ПАВ.

Эта формула получена в приближении слабой электромеханической связи. При этом также считается, что механические свойства структуры остаются неизменными, а изменяющиеся электрические свойства прилегающих к пьезослою полупространств не сказываются на условии существования рассматриваемой ПАВ. То есть, предполагается, что при распространении поверхностной акустической волны акустоэлектронное взаимодействие приводит к слабому изменению ее волнового числа.

Важно отметить, что полученное выражение для в®* для слоистого полупространства учитывает все необходимые механические и электрические граничные условия кроме электрических на внешней поверхности этого полупространства. При таком рассмотрении электрические свойства прилегающих к слою сред задаются прежней формулой (I) через поверхностные эффективные диэлектрические проницаемости для этих сред. (Вопросам расчета е®1 для полупроводников уделено внимание во второй главе диссертации). При этом учитывается акустоэлектронное взаимодействие ПАВ с обеими средами, прилегающими к пьезоэлектрическому слою.

Показывается, что для структур с пьезоэлектрической пленкой на полупроводниковой подложке параметры к^, являются комплексными. Они для каждой конкретной структуры на фиксированной частоте ПАВ могут быть получены один раз либо из численных расчетов на ЭВМ, либо измерены экспериментально. Такая ситуация хорошо адаптирована для экспериментов со структурами с пьезоэлектрическими пленками на полупроводниковых подложках. В них при приложении напряжения смещения или при подсветке изменяются только электрические свойства прилегающих к пленке полупроводников.

С учетом формулы (2) получено выражение для электрического импеданса встречно-штыревого преобразователя в структуре

пьезослой-полупроводник. Оно имеет как реактивную (емкостную), так и активную части. Приведены полученные формулы для сопротивлений излучения ПАВ и потерь подводимой к преобразователю высокочастотной электрической энергии. Непосредственно показано, что неакустические потери энергии пропорциональны числу пар электродов N. в отличие от энергии возбуждения ПАВ, пропорциональной №. В зависимости от числа N соотношение между этими энергиями меняется. При наличии дрейфа носителей заряда в полупроводнике возможно однонаправленное возбуждение ПАВ. При дрейфе носителей заряда со скоростью, превышающей некоторые пороговые значения, из-за взаимодействия волн зарядовой плотности с зарядом на электродах преобразователя неакустические потери исчезают. При этом преобразователь обладает отрицательным сопротивлением по переменному току. Го есть, при возбуждении ПАВ компенсация потерь подводимой к преобразователю энергии может происходить не только за счет акустоэлек-тронного усиления ПАВ, как ранее рассматривалось в [221.

Полученные в настоящей главе результаты совпадают с частными для случаев как с пьезоэлектрической пленкой, ограниченной не полупроводниковыми, а диэлектрической или металлизированной средами 123.1, так и для полубесконечного однородного пьезоэлектрика с волнами Рэлея 119].

Вторая глава посвящена расчету нелинейных акустоэлектри-ческих эффектов свертки, ПАЭ, а также затухания и дисперсии ПАВ в слоистых структурах пьезоэлектрик-полупроводник. Рассмотрение выполнено с учетом поверхностного изгиба зон, наличия многих слоев полупроводника. Рассмотрены случаи малых и конечных амплитуд ПАВ. Для учета поверхностных состояний полупроводника получен критерий их влияния на АЭ процессы и решение для ловушечного ПАЗ.

Для малых амплитуд ПАВ рассмотрены случаи полупроводников с поверхностным изгибом зон и многослойных полупроводников, включая полупроводниковые сверхрешетки. При этом коэффициент АЭ затухания и дисперсия ПАВ получены в линейном приближении, а амплитуды нелинейных акустоэлектрических эффектов свертки и ПАЭ - в малосигнальном приближении.

Решение с учетом поверхностного изгиба зон получено благодаря предложенной записи уравнений Пуассона и непрерывности токов не в зависимости от поперечной координаты, а в зависи-

мости от статического электрического потенциала. Такое преобразование переменных оправдано, так как для однородно легированного полупроводника эти переменные связаны взаимнооднозначным соответствием, а уравнения в новой записи приобретают явно выраженные переменные коэффициенты.

Для многослойных полупроводников результаты получены после предварительного отыскания формулы для полупроводникового слоя на полупроводниковой подложке и дальнейшего составления рекурентных соотношений. Последние для случая периодически повторяющихся слоев (полупроводниковой сверхрешетки) в зависимости от ее толщины преобразуются в нелинейное дифференциальное уравнение для

Отмечается, особенности АЭ взаимодействия поверхностных акустических волн, связанные с экранированием электрических полей ПАВ поперечно неоднородными полупроводниками.

Так, из-за поверхностного изгиба зон и связанных с ним статических поперечных электрических полей и неоднородного распределения свободных носителей заряда поупроводник не может быть заменен некоторым эффективным с плоскими зонами. Наличие статических поперечных электрических полей приводит, например, к увеличению коэффициента затухания ПАВ а при слабом обогащении, когда, казалось-бы, увеличение поверхностной концентрации должно приводить к уменьшению а.

В свою очередь, при экранировании переменных электрических полей ПАВ сверхрешеткой в ней свободные носители заряда не могут перетекать из слоя в слой в поперечном направлении. Это приводит как к увеличению, так и к уменьшению а в случае сверхрешеток в отличие от случая однородных полупроводников.

Для случая конечных амплитуд решение получено для частот ПАВ ниже частоты максвелловской релаксации. Оно базируется на статической зависимости нормальной компоненты электрической индукции от поверхностного потенциала полупроводника. Такая зависимость для одномерного случая хорошо известна из физики поверхности полупроводников, в диссертации рассмотрено предложенное квазистатическое квазиодномерное решение. То есть, учтены поправки, связанные с отклонением от статики и одномерности. отклонение от термодинамически равновесного распределения носителей заряда учтено через квазиуровни Ферми. В свою очередь, поправки, связанные с оклонением от одномернос-

ги учтены методом последовательных приближений. При этом в качестве нулевого приближения взято известное решение для электрической индукции и потенциала на поверхности "металлизированного" полупроводника в слоистой структуре. Для нулевого приближения электрический потенциал, как и продольная компонента поля, на поверхности полупроводника равны нулю, а нормальная компонента электрической индукции отлична от нуля.

В отличие от работ 124, 25], в которых рассматривался аналогичный подход для акустоэлектрического эффекта свертки и ПАЗ в диссертации приводится модернизированное решение, не требующее малосигнального приближения. Это позволило в аналитическом виде получить выражения для амплитуд эффекта свертки и ПАЭ, а также для акустоэлектрических токов и локального коэффициента акустоэлектронного затухания ПАВ при конечных амплитудах. При этом также учтен поверхностный изгиб зон, включая случаи инверсии, обеднения и обогащения.

Показано, что амплитуды ПАЭ и свертки выражаются друг через друга с помощью интегрального соотношения. Коэффициент акустоэлектронного затухания с электронным или дырочным акус-тоэлектрическими токами связан соотношением Вайнрайха как для малых, так и конечных амплитуд ПАВ.

Сравнение решений, полученных с учетом концентрационного и варакторного механизмов нелинейности, показало, что второй является частным случаем первого для частот ПАВ много меньше частоты максвелловской релаксации.

С учетом поверхностного изгиба зон полупроводника при увеличении амплитуды ПАВ установлены:

а), смена знака и насыщение амплитуды 11АЭ;

б), возрастание, достижение максимума и в дальнейшем спадание амплитуды свертки;

в), возрастание и насыщение акустоэлектрического тока;

г), уменьшение АЭ затухания (самопросветление среды).

Приводится предложенная теория акустоэлектронной биста-

бильности в структурах пьезоэлектрик-полупроводник без внешних обратных связей. Теория базируется на полученном решении для акустоэлектрических токов при конечных амплитудах ПАВ и учитывает круговые токи на поверхности полупроводника с инверсионным слоем.

Для оценки влияния поверхностных состояний (ПО полупро-

водника на акустоэлектронные явления сделано сравнение адми-тансов ПС и области пространственного заряда полупроводника. Полученный критерий этого влияния показывает, что в зависимости от плотности мзз и времепи релаксации заряда на ПС, поверхностного потенциала, проводимости полупроводника и частоты ПАВ поверхностными состояниями на ВЧ процессы можно пренебречь. При этом необходимо только учитывать процессы накопления заряда на 11С (как и в нелинейном высокочастотном эффекте поля [10-13]).

Для ловушечного ПАЭ, который обусловлен отмеченным выше накоплением заряда на ПС полупроводника, получены зависимости от 1123, амплитуда ПАВ и поверхностного потенциала полупроводника. Установлено, что амплитуда ловушечного ПАЭ в зависимости от Ы33 сначала пропорциональна изд, а затем, начиная с определенных значений (которые реализуются для типичных полупроводниковых поверхностей) стрегатся к своей максимальной величине. При этом ловушечный ПАЭ по амплитуде превосходит концентрационный. Изменение поверхностного потенциала полупроводника и амплитуда ПАВ для ловушечного ПАЭ сказывается сильнее, чем для концентрационного. Пра инверсии типа поверхностной проводимости полупроводника ловушечный ПАЭ меняет знак, превосходя свое значение для других изгибов зон.

Приведенные в главе примеры рассчитанных зависимостей от поверхностного потенциала, плотности поверхностных состояний и амплитуды ПАВ, как и описанше ниже соответствующие экспериментальные результаты, показывают необходимость учета этих параметров.

Третья глава посвящена систематическому экспериментальному исследованию зависимостей акустоэлектрических эффектов, АЭ затухания и дисперсии ПАВ от поверхностного потенциала, захвэ-та носителей заряда и от интенсивности ПАВ [А1-А6, А23-А51Ь

Значительное внимание уделено экспериментам на монолитных структурах с пьезоэлектрическими пленками 2пО/БЮ2/В1. Для них описаны особенности подготовки, измерения и контроля параметров, позволяющих изменять поверхностный изгиб зон полупроводника в широких пределах от обогащения до обеднения и инверсии типа поверхностной проводимости, а также исследовать АЭ явления при конечных амплитудах ПАВ. Если для этих структур их электрофизические свойства поверхности полупроводника

контролировались с помощью высокочастотных с-7 характеристик или АЭ методом, то для контроля и измерения пьезомодулей пленок на полупроводниковых подложках описан разработанный не-разрушаюций зондовый метод измерения пьезомодулей.

В монолитных структурах аю/БК^/Б! и СаАз/1пСаАз сверхрешетках на полуизолирующей подложке ОаАз поперечный ' акусто-электрический эффект экспериментально получен и исследован впервые. При увеличении интенсивности ПАВ выявлен его пороговый характер и большая амплитуда. Это связано с тем, что при действии электрических полей ПАВ свободные носители заряда преодолевают потенциальный барьер между объемом и поверхностью полупроводника при наличии инверсионного слоя в структурах гп0/Б102/31 и далее захватываться на поверхностные состояния полупроводника Б1. В ааАа/1п.ааАз сверхрешетках - между пленкой и подложкой и захватываться на объемные уровни в по-луизолируюцей подложке СаАз.

Установлено, что при изменении поверхностного изгиба зон полупроводника характерны смена знака ПАЭ, "аномальное" увеличение коэффициента акустоэлектронного затухания ПАВ при слабом обогащении и возрастание амплитуд нелинейных акустоэлект-рических эффектов при инверсии поверхности полупроводника.

Зависимости амплитуда ПАЭ от поверхностного изгиба зон, концентрации поверхностных состояний и релаксации эффекта в импульсных и амплитудно-модулированных режимах ПАВ доказывают его ловушечный характер. Релаксации ловушечного ПАЭ и сигнала памяти в акустоэлектронном запоминании описываются близкими временами, зависящими от напряжения смещения.

При увеличении интенсивности ПАВ характерно, что:

а), "самопросветление" структур достигается при меньших интёнсивностях в случае обеднения поверхности полупроводника;

б), смена знака и насыщение ПАЭ зависят от поверхностного потенциала полупроводника;

в), амплитуда эффекта свертки достигает максимального значения и в дальнейшем уменьшается; она меньше (больше) для структур, у которых высокая (низкая) эффективность при малой интенсивности ПАВ.

Предложены и продемонстрированы новые возможности для измерения поверхностного потенциала и времен релаксации заряда на поверхности полупроводников, считывания линейных опти-

ческих изображений бесконтактными неразрушавдими способами, а также для построения эффективных, детекторов и анализаторов спектра радиосигналов, конвольверов.

Измерение поверхностного потенциала полупроводника основано на сопоставлении теоретических и экспериментальных зависимостей коэффициента АЭ затухания или амплитуды свертки I1AB от поверхностного потенциала и напряжения смещения соответственно. Измерение времен релаксации заряда на уровнях захвата в полупроводниках основано на зависимости амплитуды поперечного акустоэлектрического эффекта от частоты модуляции интенсивности ПАВ. Считывание линейных оптических изображений базируется на акустоэлектрическом эффекте и сканировании пучками амплитудно-модулированных I1AB. Эффективные детекторы и анализаторы спектра радиосигналов построены на ловушечном Г1АЭ в структурах с полупроводниками с инверсионным поверхностным слоем. Акустоэлектронные конвольверы с временами запоминания более Зио мс при комнатной температуре основаны на захвате носителей заряда на глубокие уровни GaAs.

В четвертой главе представлены экспериментальные результаты по акустоэлектронной би- и мультистабильности (А2-АЬ, A52-A63J. В диссертации под АЭ би- и мультистабильностыо имеется в виду "такое явление, когда при некоторых фиксированных входных сигналах (интенсивностях входных ПАВ и постоянных напряжениях смещения) в структуре пьезоэлектрик-полупроводник в зависимости от предыстории может устанавливаться неоднозначный отклик системы. В наших экспериментах состояние или отклик системы контролировались по амплитудам прошедшего через структуру сигнала ПАВ, поперечного акустоэлектрического эффекта или значения малосигнальной высокочастотной емкости структуры. Они могли принимать не только одно, но два или три стационарных значения.

Описаны эксперименты по реализации и исследованию свойств акустоэлектронной би- или мультистабильности различного типа: в пассивных кольцевых резонаторных, гибридных системах, а также в системах без внешних обратных связей на основе слоистых структур Al/Zn0/Si02/Si.

Представлены гистерезисные зависимости отклика системы от входных сигналов. При этом особенно важно подчеркнуть, что гистерезисные зависимости получены при предельно медленном

изменении входных сигналов, когда скорость их изменения не сказывается на отклике системы. То есть, эти зависимости непосредственно не связаны с релаксационным отставанием системы на изменяющиеся внешние воздействия. Более того, они являются такого рода гистерезисными, что на них при плавном изменении внешних воздействий при определенных значениях просходит скачкообразное изменение амплитуд акустоэлектрических эффектов. При этом при переходе из одного стабильного состояния в другое происходит скачкообразное изменение параметров поверхности полупроводника.

Оптимальные условия для существования различных типов акустоэлектронной оистабильности отличаются. В частности, они зависят от постоянного напряжения смещения.

Акустоэлектронная бистабильность в пассивных кольцевых резонаторных системах основывается на теории нелинейных кольцевых резонаторных систем с внешней накачкой [2Ь, 271 и на описанных в третьей главе зависимостях коэффициента АЭ затухания и скорости ПАВ от интенсивности ПАВ. При этом сигнал с выходного преобразователя структуры после частичного усиления подается на входной преобразователь, суммируясь с сигналом накачки. В таких системах в зависимости от амплитуды накачки сигнала ПАВ получены два стабильных значения амплитуды выходного сигнала ПАВ.

Гибридная акустоэлектронная бистабильность (по аналогии с гибридной оптической бистабильностью [281) основывается на описанной в третьей главе зависимости коэффициента АЭ затухания ПАВ от постоянного напряжения смещения. При этом в экспериментальной схеме после возбуждения ПАВ высокочастотный сигнал с приемного преобразователя усиливается, детектируется и затем подается на полевой электрод структуры а1/2п0/3102/Б1, складываясь с постоянным напряжением смещения У^. Получены гистерезисные (бистабильные) зависимости амплитуды выходного сигнала от амплитуды входного сигнала.

Приводится предложенная феноменологическая теория и дается критерий возникновения гибридной акустоэлектронной оистабильности.

В структурах без внешних обратных связей акустоэлектронная би- или мультистабильность обнаружена в импульсно-периодическом и непрерывном режимах следования ПАВ. В первом

режиме при определенных длительностях и периодах следования импульсов ПАВ наблюдение явления облегчается. Явление возникает только в случае бегущих (а не стоячих НАВ) при наличии инверсионного слоя на поверхности полупроводника и волн таких амплитуд, электрические поля которых разрушают этот слоя. Описанная во второй главе теория качественно объясняет экспериментальные результаты.

В пятой главе описаны результаты экспериментального исследования обнаруженной би- и мультистабильности нелинейного высокочастотного эффекта поля в слоистых структурах [АЬ4-А6Ь]. Показывается, что в структурах А1/гп0/3102/31 при одновременном действии постоянного У^ и высокочастотного V (в диапазоне частот Ю-зио МГц) напряжений смещения при наличии инверсии поверхностной проводимости и амплитуд переменных электрических полей, разрушающих инверсионный слой, возможны би- или мультистабильные параметры поверхности полупроводника. Последние проявляются в том, что малосигнальная высокочастотного емкость структуры на частоте I МГц, с помощью которой контролировалось состояние поверхности полупроводника, в зависимости от амплитуд и V имеет гистерезисные зависимости. Для последних характерно то, что они не исчезают при уменьшении скорости разЪертки У^ или У, а переключение из одного стабильного состояния в другое происходит резко при определенных значениях У^ или V.

Предложена феноменологическая модель, объясняющая экспериментальные результаты. Модель учитывает изменение поверхностной емкости полупроводника и организацию внутренних обратных связей. При этом происходит перераспределение внутри структуры приложенного высокочастотного напряжения смещения и изменение емкости самой структуры.

Основываясь на предложенных моделях АЭ бистаоильности в структурах без внешних обратных связей и бистаоильности нелинейного ВЧ эффекта поля, отмечается, что, не смотря на некоторое сходство, между ними существует принципиальное отличие. Так, для первой необходимо наличие акустоэлектрического тока и возникновение круговых токов, которые отсутствуют во второй. Кроме того для экспериментов на структурах А1/гпО/5Юг/31 характерно, что ой- и мультистабильность высокочастотного эффекта поля проявляется при других значених

постоянного напряжения смещения и соответствующих ему значений поверхностного потенциала полупроводника.

В шестой главе описаны результаты исследования предложенных и обнаруженных автоколебаний поперечного акустоэлект-рического эффекта и конденсаторной фотоэдс (КФЭ) (а также сопровождающих их автомодуляций интенсивности ПАВ и внешней подсветки; в структурах пьезоэлектрик-полупроводник с внешней обратной связью 1А67-А72]. Для более ясного понимания происходящих физических процессов экспериментальное исследование автоколебаний КФЭ проводится на одной структуре в дополнение к автоколебаниям 11АЭ. рассмотрены условия существования, режимы и динамические свойства автоколебаний.

Для объяснения экспериментальных результатов предложена феноменологическая модель. Модель учитывает релаксацию сигналов ПАЭ и КФЭ, а также электрических сигналов в цепи обратной связи. Квазагармонические автококолебания описываются уравнением Ван-дер-Поля. Их частота дается выражением: 0=(т8тк)~1/2, которое зависит от времен релаксации происходящих на поверхности полупроводника электронных процессов %в и цепи Экспериментально установлено влияние подсветки и температуры на значение частоты автоколебаний.

Такие электрические автоколебания можно исследовать практически в любых акустоэлектронных и микроэлектронных слоистых структурах с полупроводниками или слоями. Все это совместно с существующими и хорошо разработанными простыми методами "от-цифровывания" и прецизионного измерения частоты электрических колебаний открывает новые возможности чувствительного и точного измерения времени релаксации %в. Это представляет интерес как для чувствительных методов исследования свойств самих полупроводников, так и для построения принципиально нового поколения устройств, чувствительных к внешним воздействиям, например, сенсоров окружающей среды.

Представленные результаты исследования еще раз демонстрируют нелинейные свойства слоистых структур и дополняют предыдущие главы. Важно отметить, что при некоторых фиксированных интенсивностях ПАВ на входе Р3 амплитуда прошедшей через структуру ПАВ или акустоэлектрических эффектов имеют не только от одного до трех стационарных нелинейно зависящих от рд значения, но и могут быть нестационарными и осциллирующими.

Исследованные автоколебания, как и ой- и мультистабиль-ность акустоэлектронных явлений, а также нелинейного высокочастотного эффекта поля, возникают не за счет отрицательной дифференциальной проводимости полупроводника или образования акустоэлектрических доменов. Для них кроме нелинейных свойств существенное значение имеют релаксационные процессы на поверхности полупроводника и организация обратных связей. На их ■возможность ранее не указывалось в известных работах (в частности, в обстоятельной монографии [291, посвященной процессам самоорганизации в полупроводниках).

В заключении диссертации сформулированы основные результаты работы:

1. В приближении слабой электромеханической связи получены:

а). Выражение для поверхностной эффективной диэлектрической проницаемости неоднородного полупространства с пьезоэлектрическим слоем, учитывающее поверхностные акустические волны (ПАВ).

б). Дисперсионное уравнение для ПАВ, учитывающее акусто-электронное взаимодействие с обеими средами, прилегающими к пьезоэлектрическому слою.

в). Выражение для электрического импеданса встречно-штыревого преобразователя в структуре пьезослой-полупроводник. Непосредственно показано, что неакустические потери подводимой к преобразователю высокочастотной электрической энергии пропорциональны числу пар электродов N, в отличие от энергии возбуждения ПАВ, которая пропорциональна N2. В случае дрейфа носителей заряда в полупроводнике возможны исчезновение неакустических потерь и однонаправленное возбуждение ПАВ преобразователем.

2. Получено решение для акустоэлектрических токов, эффекта свертки, поперечного акустоэлектрического эффекта (ПАЭ), а также локального коэффициента акустоэлектронного затухания и дисперсии ПАВ в структуре пьезоэлектрик-полупроводник. Решение учитывает поверхностный изгиб зон, а также наличие многих слоев полупроводника, в том числе полупроводниковых сверхрешеток. При наличии поверхностного изгиба зон полупроводника учтены случаи обогащения, обеднения и инверсии поверхности.

Рассмотрены случаи малых, и конечных амплитуд 11АВ.

Непосредственно показано, что соотношение ьайнрайха, связывающее коэффициент акустоэлектронного затухания ПАВ и электронный или дырочный акустоэлектрические токи, справедиво как для малых, так и для конечных амплитуд ПАВ.

Получено выражение для амплитуды ловушечного ИАЭ, учитывающее плотность поверхностных состояний Ыв„, поверхностный потенциал полупроводника и амплитуду ПАВ. Установлено, что в зависимости от пЕЗ амплитуда эффекта сначала пропорциональна м38, а затем стремится к максимуму. Для типичных полупроводников ловушечный ПАЭ по амплитуде превосходит концентрационный. Изменение поверхностного потенциала полупроводника и амплитуды ПАВ для ловушечного ПАЭ сказывается сильнее, чем для концентрационного. При инверсии типа поверхностной проводимости полупроводника ловушечный ПАЭ меняет знак и достигает своего максимального значения.

Построена теория акустоэлектронной оистаоильности в структурах пьезоэлектрик-полупроводник оез внешних обратных связей, позволившая качественно объяснить экспериментальные результаты. Теория основана на решении для акустоэлектрических эффектов при конечных амплитудах ПАВ и учитывает круговые токи на поверхности полупроводника с инверсионным слоем

3. Проведено экспериментальное исследование влияния поверхностного изгиба зон, захвата носителей заряда и конечных амплитуд ПАВ на акустоэлектрические эффекты в структурах пьезоэлектрик-полупроводник .

Экспериментально и теоретически установлено, что:

а). При увеличении интенсивности ПАВ амплитуда ПАЭ стремится к насыщению, а амплитуда свертки достигает максимума и в дальнейшем спадает; значение максимума больше (меньше) для таких полупроводников, с которыми ее амплитуда меньше (больше) при малых интенсивностях ПАВ.

б). Знак ПАЭ зависит как от поверхностного изгиба зон полупроводника, так и от интенсивности ПАВ.

в). Для ПАЭ в области обеднения и инверсии поверхностной проводимости преобладает ловушечный механизм нелинейности; для реальных полупроводников на амплитуду эффекта слабо сказывается изменение плотности поверхностных состояний.

г). Существует "аномальное" увеличение коэффициента за-

тухания ПАВ при обогащении поверхности полупроводника.

д). Амплитуды. нелинейных акустоэлектричесяих эффектов увеличиваются в области обеднения и инверсии поверхностной проводимости полупроводника.

е). "Самопросветление" структур зависит от поверхностного изгиба зон; оно достигается при меньших интенсивностях ПАВ в области обеднения поверхности полупроводника.

4. Впервые экспериментально получен и исследован поперечный акустоэлектрический эффект в монолитных структурах глО/БЮ^Б! с пьезоэлектрической пленкой гпО и 0аАз/1пСаАз сверхрешетках на полуизолируюцей подложке ОаАз.

Установлено, что ПАЭ имеет высокую эффективность, является ловушечным и обусловлен захватом носителей заряда на поверхностные состояния полупроводника в структурах с пьезоэлектрической пленкой и на глубокие уровни подложки в структурах со сверхрешетками.

5. Впервые экспериментально обнаружены и исследованы различного типа би- или мультистабильности акустоэлектронных явлений в слоистых структурах пьезоэлектрик-полупроводник:

а), в пассивных кольцевых резонаторных системах; явление основано на зависимости коэффициента затухания и скорости ПАВ от интенсивности волны и для такого рода волновых систем предложено и теоретически исследовано в [26, 27];

б), в гибридных системах; дана феноменологическая модель, основанная на зависимости коэффициента затухания ПАВ от поверхностного изгиба зон;

в), системах без внешних обратных связей; явление наблюдается в структурах с инверсионным слоем в случае бегущих ПАВ с амплитудами сопровождающих электрических полей, разрушающими этот слой.

6. Впервые экспериментально получены и исследованы би- и мультистабильность нелинейного высокочастотного эффекта поля в слоистых структурах. Дана феноменологическая модель явления.

7. Впервые экспериментально обнаружены и исследованы автоколебания поперечного акустоэлектрического эффекта и конденсаторной фото-эдс в структурах пьезоэлектрик-полупроводник с внешней обратной связью. Дана феноменологическая модель явления, учитывающая ловушечный релаксационный характер поперечных эффектов и наличие обратной связи.

8. На основе нелинейных акустоэлектронных явлений продемонстрированы новые возможности для считывания одномерных оптических изображений, а также для построения эффективных детекторов, анализаторов спектра и конвольверов радиосигналов.

9. Предложены и продемонстрированы новые возможности акустоэлектронных способов измерения поверхностного потенциала, времени релаксации заряда на уровнях захвата в полупроводниках и пьезомодулей пленок на полупроводниковых подложках.

Материалы диссертации опубликованы в следующих основных работах:

А1. Вьюн В.А., Ржанов А.В., Яковкин И.Б. Акустоэлектронные методы исследования поверхности полупроводников /Под ред. члена корр. РАН С.В.Богданова - Новосибирск: ИФП СО АН СССР, 1987. - 126 с. А2. Yakovkin I.B., Vyun У.A. Use of aooustoeleotronio interaction in studies of semiconductor surfaoe. - In: Proceedings, Int. Symp. Surfaoe Waves in Solids and Layered Structures. Novosibirsk, USSR, 198b, v.1, p.183-200. A3. Вьюн в.А., яковкин И.Б. Нелинейные акустоэлектронные явления в слоистых структурах пьезоэлектрик-полупроЕодник. -В кн.: Взаимодействие электромагнитных волн с полупроводниками и полупроводниково-диэлектрическими структурами, Труды 2-й Всесоюз. школы-семинара, г.Саратов, 1988 г. -Саратов: Сарат. ун-т, 1988, ч.1, с.116-125. A4. Vyun V.A., Yakovkin I.В. Nonlinear aooustoeleotronio phenomena in layered structures.- In: Proceedings, II Intern. Symp. Surface Waves in Solids and Layered Structures and IV National Soi. Teohn. Conf. with International Participation "Aooustoelectronics'89", 1989, Varna, Bulgaria. Singapure: World Scientific Publishing Co.,1990, р.5Ь-73. A5- Vyun V.A., Yakovkin I.B. Nonlinear aooustoeleotronio phenomena in MZOS structures. - In: Proceedings of the USSR-Japan Electronic Symp., New Materials for Electronio Devices, 1988, Moscow. - The Institute of Radioengineering and Electronics USSR Aoademy of Soiences, Tokai Researoh and Information Center, General Research Organization, Tokai University: Printed by PRICO Inc., Japan, 1989, p.155-16b.

Ab. Vyun V.A., Yakovkln I.B. Nonlinear acoustoelectronic phenomena in layered struotures. - Int. J. Engng. Sei., 1991-, v.29, *3, p.411-418.

A7. Вьюн В.А. Акустоэлектронное взаимодействие поверхностных акустических волн в структуре со слоем пьезодиэлектрика. -Акуст. журн., 1985, Т.31, JS4, с.459-463.

А8. Вьюн В.А. Oö акустоэлектронном взаимодействии поверхностных акустических волн в структурах со слоем пьезодиэлектрика. - Акуст. журн., 1986, т.32, *4, с.528-529.

А9. Вьюн Л.А. свойства поверхностной эффективной диэлектрической проницаемости пьезоэлектрических звукопроводов. -Акуст. журн., 1989, т.35, J82, с.362-363.

Аю. Выи В.А. Акустоэлектронное взаимодействие и возбуждение ПАВ в слоистых структурах пьезослой-полупроводник. - В кн.: Тез. XIII Всесоюз. конф. по акустоэлектронике и квантовой акустике, г.Черновцы, 1986 г. - Киев, 1986, с.93-94.

А11. Вьюн В.А., киккарин С.М. О поверхностной эффективной диэлектрической проницаемости пьезоэлектрических звукопроводов. - Акуст. журн., 1991, т.37, Х6, с.1030-1032.

А12. Вьюн В.А. Возбуждение поверхностных акустических волн в структурах пьезослой-полупроводник. - Акуст. журн., 1987, т.33, М, с.207-211.

А13. Вьюн В.А. Отрицательное сопротивление встречно-штыревой системы электродов на поверхности полупроводника. - Ра-диотехн. и электрон., 1988, т.33, Ю, с.1993-1996.

А14. Вьюн В.А., Левин М.Д. Влияние изгиба зон полупроводника на акустоэлектронное взаимодействие в слоистой структуре пьезодиэлектрик-полупроводник. - ФТТ, 1981, т.23, Ä3, с.838-845.

А15. Вьюн В.А., Левин М.Д. Зависимость спектра поглощения и дисперсии акустических поверхностных волн и нелинейных акустоэлектрических эффектов от изгиба зон полупроводника в слоистой структуре. - Научные труды вузов ЛитССР, Сер. Ультразвук., 1982, JH4, с.7-8.

А1Ь. Vyun V.A., Levin M.D. Распространение и несинхронное взаимодействие поверхностных акустических волн в слоистых структурах пьезодиэлектрик-полупроводник. - In: Wissenschaftliche Beitrage, Informations-Verarbeitung Informationstechnik

Geratetecnik, Ingenieurhoohschule Dresden, 1983, s.2b-33.

A17. Вьюн В.А. Акустоэлектронное взаимодействие поверхностных акустических волн в структурах пьезоэлектрик-полупроводни-ковая сверхрешетка.-Акуст. журн., 1994, t.4U,J62, с.231-234.

А18. Вьюн В.А., Левин М.Д. Нелинейные акустоэлектрические эффекты при больших амплитудах в структуре пьезоэлектрик - полупроводник. - ФТТ, 1980, Т.22, JH, с.70-74.

А19. Вьюн В.А. Нелинейное взаимодействие поверхностных акустических волн в структуре пьезоэлектрик-полупроводник. -Акуст. журн., 1985, Т.31, Jfi6, с.792-795.

А20. Vyun v.A. Large amplitude nonlinear aooustoeleotric interaction in layered semiconduotor-piezoeleotric structures.-In: Proceedings, Intern. Symp. Surface Waves in Solids and Layered Structures and National Conf. on Acoustoelectro-nics, Moscow-St.Petersburg, Russia, 1994. - St.Petersburg, 1995, p. 62-6b.

A21. Vyun V.A. Large amplitude aooustoeleotric interaction of surfaoe acoustic waves in semioonduotor-piezoeleotric structure. - In: Proceedings, 1994 IEEE Ultrasounics Symposium, Cannes, Franoe, 1994, p.441-445.

A22. Vyun V.A., Yakovkin I.B. Surface aooustic wave convolution and volt-capasitance dependences in layered structures of the piezoeleotric-semiconduotor type. - In: Proceedings, Intern. Symp. Surface Waves in Solids and Layered Structures (ISSVfAS), Novosibirsk, USSR, 1986, v.2, p.358-361.

A23- Вьюн В.А., Юмашев B.H., Яковкин И.Б. Измеритель пьезомоду-лей пленок. - ПТЭ, 1986, Л6, с.192-193.

А24. Вьюн В.А., Креймер А.А., Юмашев В.Н., Яковкин И.Б. О пьезоэлектрических свойствах пленок окиси цинка. - Поверхность, 1986, *Ю, с .151-152.

А25- Вьюн В.А., Каплинский А.Е., Левин М.Д. Влияние поверхностного изгиба зон полупроводника на акустоэлектронное взаимодействие в слоистой структуре пьезоэлектрик-полупроводник. - В кн.: Матер. XI Всесоюз. конф. по акустоэлектронике и квантовой акустике, - Душанбе: Донш, 1981, чЛ, с.ИЗ.

А26. Вьюн В.А., Каплинский А.Е., Левин М.Д. Измерение поверхностного потенциала полупроводника акустоэлектронным способом. - ФТП, 1982, Т.16, *4, с.704-706.

А27. Вьюн В.А., Пнев В.В., Яковкин И.Б. Поперечный акустоэлект-

рический эф$ект в структурах пьезоэлектрическая пленка -полупроводник. - ФТТ, 1986, .28, JC6, с.1538-1540.

А28. Vyun Y.A., Pnev V.V., Yakovkin I.В. Transverse acoustoel-eotrio voltage in wave-guide struotures. -In: Proceedings, II Intern. Symp. Surface Waves in Solids and Layered Structures and IY National Soi. Techn. Conf. with Intern. Participation "Aooustoelectronics*89", 1989, Yarna, Bulgaria.

- Singapure: World Scientific Publish. Co.,1990,p.105-112.

A29. Вьюн В.А., Пнев В.В., Яковкин И.Б. Поперечный акустоэлект-

рический эффект в перестраиваемых волноводных структурах.

- В кн.: Х1У Всесоюз. конф. по акустоэлектронике и физической акустике твердого тела. Тез. докл., Кишинев, 1989, ч.1, с.53-55.

АЗО. Yyun Y.A., Pnev V.Y., Yakovkin I.В. Harmonic transverse aooustoeleotric voltage in piezoeleotrio-semiconductor layered struoture3. - In: Proceedings, Intern. Symp. Surface Waves in Solids and Layered Structures (ISSWAS), Novosibirsk, USSR,. 1986, v.2, p.354-357.

A31. Вьюн В.А., Кантер Ю.О., Киккарш O.M., Пнев В.В., Федоров А.А., Яковкин И.Б. Акустоэлектронное взаимодействие поверхностных акустических волн в GaAs-InGaAs сверхрешетках. -Письма В ЖТФ, 1988, т. 14, Ji20, C.I9II-I9I4.

А32. Vyun Y.A., Kanter Yu.O., Kikkarin S.M., Pnev V.Y., Pedorov A.A., Yakovkin I.B. Aooustoeleotric interaction of surface aooustic wave in GaAs-InGaAs superlattice. - Sol. St. Commun., 1991, v.78, Л.9, p.823-825.

A33. Yyun Y.A., Ivanov 0., Aleksejuk M., Kawalec A. Kinetics of the transverse aooustoeleotric voltage and photo effects in layered structures. - Acoustic Lett., 1991, v.14, ЛИ2, p.238-240.

A34. Вьюн В.А., Принц В.Я. Акусторезистивный эффект в системе пьезоэлектрик-n-i-CTpyKTypa GaAs и фотоматрица на его основе. - В кн.: Матер, конф. "Акустоэлектронные устройства оораоотки информации на поверхностных акустических волнах, г.Черкассы, 1990 г." - М., 1990, с.6-7.

А35. Yyun Y.A., Pnev V.Y., Tsarev A.Y., Yakovkin I.B. Acousto-electronic reading of photosignals. - In: Proceedings, 5th Conf. "Aooustoelectronics'91", Varna, Bulgaria. - Singapure: World Scientific Co., 1991, p.146-150.

АЗЬ. Yakovkin I.В., Vyun V.A., Pnev V.V., Tsarev A.V., Acousto-electronic read out of the optical images. - In: Proceedings, Acoustic Sensing and Probing. Pouth Course of the International Schoul on Physical Acoustics, Erioe, Italy. - Singapure: World Scientific Co., 1992, p.365-370.

A37. Вьюн В.А., Пнев В.В., Царев А.В., Яковкин И.Б. Акустоэлект-ронное считывание фотоизображений. - Письма в ЖТФ, 1992, Т.IS, Ш, с.34-36.

А38. Вьюн В.А., Креймер А.А., Яковкин И.Б. МДП-конволютор. Письма в ЖГФ, 1982, т.8, J62I, с. 1292-1295.

А39. Vyun V.A., Pnev V.V., Yakovkin I.В. Large amplitude SAW convolution in piezoelectric-semiconductor structure. In: Proceedings, Intern. Symp. Surface Waves in Solids and Layered Structures (ISSWAS), Novosibirsk, USSR, 1986, v.2, р."ЗЬ2-ЗЬ5.

A40. Вьюн В.А., Пнев В.В., Яковкин И.Б. Динамические характеристики акустоэлектронных конвольверов. - Радиотехн. и электрон., 1986, Т.31, J69, C.I886-I887.

А41. Вьюн В.А., Яковкин И.Б. Акустоэлектронная спектроскопия поверхности полупроводников с помощью свертки ПАВ. - В кн.: 'Груды 5-ой Всесоюз. конф. "Методика и техника ультразвуковой спектроскопии", Вильнюс, 1984, с.94.

А42. вьюн В.А., Пнев В.В. Влияние продольного электрического поля на свертку ПАВ в слоистых структурах. - В кн.: Матер. XII Всесоюз. конф. по акустоэлектронике и квантовой акустике, Саратов, 1983, ч.1, с.192-194.

А43. Вьюн В.А., Пнев В.В., Яковкин И.Б. Генерация объемных акустических волн при взаимодействии поверхностных акустических волн. - ФГТ, 1985, т.27, HQ, с.2745-2747.

А44. Вьюн В.А., Левин М.Д. Отражение акустических поверхностных волн от зарядовой решетки, созданной на уровнях захвата. -Письма в ЖТФ, 1980, Т.6, J63, с.171-173.

А45. Вьюн В.А., Каплинский А.Е., Левин М.Д. Влияние изгиба зон по-лупроводника на акустоэлектронное запоминание в структуре пьезоэлектрик-полупроводник. - ФГТ, 1979, т.21, JilO, с.3159-3161.

А46. Вьюн.В.А., Левин М.Д. Акустоэлектронное запоминание в структуре GaAs-LiNb03. - ФТТ, 1980, Т.22, Ж, С.2474-2476.

А47. Вьюн В.А., Гончаров B.C., Каплинский А.Е., Левин М.Д. Опре-

деление типа ловушек, обеспечивающих акустоэлектрическое запоминание в структуре пьезоэлектрик-полупроводник. -Письма в ЖТФ, 1981, т.7, *4, с.233-235.

A48. Вьюн В.А. A.c. #849446 (СССР). Перестраиваемый фильтр на поверхностных акустических волнах/ Опубл. в Б.И.,1981,Л27.

А49. Вьюн В.А., Левин М.Д., Яковкин И.Б. Некоторые функциональные возможности конвольверов на ПАВ. - В кн.: Матер. XII Всесоюз. конф. по акустоэлектронике и квантовой акустике, Саратов, 1983, ч.2, с.192-193.

А50. Вьюн В.А., Пнев В.В., Яковкин И.Б. Монолитные нелинейные акустоэлектронные устройства на ПАВ. - В кн.: Тез. докл. и сообщ. школы-семинара "Устройства акустоэлектроники", Москва, 1988, с.З.

А51. Вьюн В.А., Пнев В.В., Яковкин И.Б. Поперечный акустоэлект-рический эффект и обработка радиосигналов. - В кн.: Тез. докл. XIII Всесоюз. конф. по акустоэлектронике и квантовой акустике, г.Черновцы, 1986 г.- Киев, 1986, ч.1, с.120-121.

А52. VyunV.A., Ghiner A.V., Surdutovich G.I., Yakovkin I.B. Pulse bistability on surface waves structures. - In: Proceedings, Intern. Symp. Surface Waves in Solids and Layered Structures (ISSffAS ), Novosibirsk;, USSR, 198b, v.2, p.173-177.

A53. Выси В.A., Гайнер A.B., Сурдутович Г.И., Яковкин И.Б. Акус-тоэлектронная бистабильность в слоистых структурах пьезоэлектрик-полупроводник. - В кн.: Тез. XIII Всесоюз. конф. по акустоэлектронике и квантовой акустике, г. Черновцы, 1986 Г. - Киев: 1986, 4.1, с.120-121.

А54. Вьюн В.А., Гайнер A.B., Сурдутович Г.И., Яковкин И.Б. Акус-тоэлектронная бистабильность в структурах с поверхностными волнами. - ЖТФ, 1987, т.57, JS6, C.II89-II9I.

А55. Vyun Y.A., Ghiner A.Y., Surdutovich G.I., Yakovkin I.B. Quasi-soliton mode in bistable acoustoelectrio systems. In: Proceedings, Third Sei. Tech. Conf. with International Participation "Acoustoelectronics'87", Varna, Bulgaria, 1987, v.1, p.344-349.

A56. Вьюн В.А., Гайнер A.B., Сурдутович Г.И., Яковкин И.Б. Ква-зисолитонный режим в оистабильных акустоэлектронных системах. - В кн.: Проблемы нелинейной акустики. XI Мекдунар. Симп. по нелинейной акустике, Новосибирск, 1987 г. - Ново-

сиоирск, 1987, 4.2, с.£02-104.

А57. Вьюн В.А., Гайнер A.B., Сурдутович Г.И., Яковкин И.Б. Гис-терезисные явления в акустоэлектронных структурах. - Докл. АН СССР, 1987, т.296, *3, C.583-587.

А58. Вьюн В.А., Яковкин И.Б. БистаОильность в гибридных акустоэлектронных системах. - Письма в ЖТФ, 1987, т.13, JÉI5, с.941-944.

А59. Вьюн В.А., Гайнер A.B., Сурдутович Г.И., Яковкин И.Б. Би-стаоильность акустоэлектронных явлений в нестационарном режиме. - Письма в ЖТФ, 1986, т.12, £13, с.799-802.

А60. Вьюн В.А., Яковкин И.Б. Мультистабильность акустоэлектрон-ного взаимодействия поверхностных акустических волн. - в кн.: Проблемы нелинейной акустики. XI Междунар. Симп. по нелинейной акустике, Новосибирск, 1987 г. - Новосибирск.: 1987, 4.1, с.341-344.

А61. Вьюн В.А., Яковкин И.Б. Мультистабильность акустоэлектрон-ного взаимодействия в структурах пьезоэлектрик-полупроводник. - ФТТ, 1987, Т.29, Jíl, с.230-232.

А62. Вьш В.А., Яковкин И.Б. Гистерезис акустоэлектронных явлений в слоистой структуре пьезоэлектрик-полупроЕодник. -Акуст. журн., 1987, т.33, Jfö, С.840-842.

Абз. Вьюн В.А., Яковкин И.Б. Особенности бистабильности акустоэлектронных явлений в слоистых структурах пьезослой-по-лупроводник. ЖТФ, 1991, т.61, Jí6, с.157-159.

А64. Вьюн В.А., Ржанов A.B., Шашев В.Н., Яковкин И.Б. Гистерезис высокочастотного эффекта поля в структурах Ai/znO/SiOg/si. - В кн.: IX Всесоюз. симпозиум "Электронные процессы на поверхности и в тонких слоях полупроводников", Новосибирск, ИФП СО АН CCCF, 1988, ч.1, с.102-103.

А65. Вьюн В.А., Ржанов A.B., Юмашев В.Н., Яковкин И.Б. Мультистабильность ВЧ эффекта поля в структурах Al/Zn0/Si02/Si. - В кн.: Симпозиум по микроэлектронике (в рамках двустороннего сотрудничества АН СССР и АН ГДР), г.Минск, 1988 г., Тез. докладов. - М., 1988, с.87-88.

Абб. Вьюн В.А., Ржанов A.B., Шашев В.Н., Яковкин И.Б. Мультистабильность высокочастотного эффекта поля в структурах Al/Zn0/Si02/Si. - Поверхность, 1989, JÉ6, с.ПО-115.

А67. Вьюн В.А. Автомодуляция поверхностных акустических волн и автоколебания акустоэлектрических эффектов в структуре пье-

зоэлектрик-полупроводник. - Письма в ЖГФ, 1990, т.16, *5, с.14-18.

А68. Вьюн В.А. Автоколебания фото- и акусто-здс в слоистых структурах с внешней связью. - Поверхность, 1991, #6, с.73-77.

А69. Вьюн В.А. Исследование релаксационных свойств слоистых структур методом автоколеоаний акустоэдс. - В кн.: ХУ Всесоюз. конф. "Акустоэлектроника и физическая акустика твердого тела", Ленинград, 1991 г. Тез. докладов. - Л., 1991, ч.2, с.35-36.

А70. Vyun У.A. Self-sustained oscillations of acoustoeleotric effeots. - In: Proceedings, 1992 IEEE Ultrasonics Symp., Tucson, Arizona, USA, 1992, p.987-989.

A71. Vyun V.A. Self-sustained acoustoelectrio and photoelectric oscillations in systems with relaxation. - In: Proceedings, 1993 IEEE Intern. Prequenoy Control Symp., Salt Lake City, Utah, USA, 1993, p.509-513.

A72. Vyun V.A. Self-sustained oscillations of aooustoelectric and photoeleotrio effects in semiconduotor-piezoelectrio structures. - Lithuanian J. of Phys., 1995, v.35, A5-6, p. 478-483-

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Hutson A.R., МоРте J.H., White D.L. - Phys. Rev. Lett.,1961, v.7, *6, p.237-239.

2. Гуляев Ю.В., Пустовойт В.И. ЖЭТФ, 1964, т.47, »12, с.2251-2253.

3. Лямов В.Е., Левин В.М., Чернозатонский Л.А. Акустоэлектроника. - В кн.: Физическая энциклопедия/ ГлаЕн. ред. А.М.Прохоров. - М.: Сов. энциклопедия, 1988, т.1, с.52-55.

4. Балакирев М.К. Волны в ограниченных пьезокристаллзх и слоистых структурах пьезоэлектрик-полупроводник: Дис.....

доктора физ.-мат. наук. - Новосибирск, 1984. - 441 с.

5. Мансфельд Г.Д. Акустоэлектронное взаимодействие в полупроводниках в переменном электрическом поле: Дис.....доктора физ.-мат. наук. - Москва, 1984. - 306 с.

6. Якоекин И.Б. - В кн.: Матер. 4-ой Всесоюз. школы-семинара по физике поверхности полупроводников.-Л.: ЛГУ, 1979, с.271-289.

7. Кайно Г.С. - ТИИЭР, 1976, т.64, JÉ6, с.188-217.

8. Коршак В.А., Лямов В.Е., Солодов И.Ю., Еленский В.Г. Зару-бекн.. радиоэлектрон., Î98I, JéI, с.58-77.

9. Гуляев Ю.В., Карабанов А.Ю., Кмита A.M., Медведь A.B., Турсунов Ш.С. - ФТТ, 1970, т.12, Jfâ, с.2595-2601.

10. Гуляев Ю.В., Кмита A.M., Медведь A.B., Плесский В.П., Шибанова H.H., Федорец В.Н. - ФТТ, 1975, т.17, JSI2, с.3505-3515.

11. Гуляев Ю.В., Кмита A.M., Медведь A.B., Плесский В.П., Шибанова H.H., Федоре« В.Н. - Письма в ХЭТФ, 1975, т.21, JS6, с.353-355.

12. Калашников С.Г., Морозов А.И., Федосов В.И., Анисимкин В.И. - Письма в ЖЭТФ, 1975, т.21, *6, с.349-352.

13. Калашников С.Г., Федосов В.И.-ФТП, 1975, т.9, Jtll, с.2161-2170.

14. Карпушин A.A., Саввиных С.К.-ФТТ, 1967, t.9.JS4, с.1141-1143.

15. Викторов И.А., Талашев A.A. - Акуст. журн., 1972, т.18, J62, с.197-205.

16. Федосов В.И.-Радиотехн. и электрон., 1981,т.24,*2,с.409-415.

17. Гуляев Ю.В., Денисенко В.В.-ФТТ, 1974, t.I6,Jé6, с.1746-1751.

18. Балакирев М.К., Богданов C.B., Левин М.Д. - ФТТ, 1974, т. 16, JÉ6, е..1668-1672.

19. Ingebrigtsen К.A. -J. Appl. Phys., 1969,v.40,J67,p.2681-2686.

20. Greebe С.A.A.J., Van Dalen P.A., Swanenburg T.J.B., Woltmer J. - Phys. Repts., 1971, v.1, JÉ5, p.236-268.

21. Бирюков C.B., Гуляев Ю.В., Крылов B.B., Плесский В.П. Поверхностные акустические волны в неоднородных средах. -Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1991.

22. Лбвин Ю.В., Яковкин И.Б. - ФГП, 1971, т.5, Ji6, C.II65-II69.

23. Kino G.S., Wagers R.S. - J. Appl. Phjrs., 1973, v.44, *4, p.1485-1488.

24. Kino O.S., Gautier H. - J. Appl. Phys., 1977, v.44, *12, p.5219-5221.

25. Федосов В.И. - В кн.: Акустическая спектроскопия и квантовая акустика, акустоэлектроника - Ташкент: Фан, 1978, с.122-124.

26. Гайнер A.B., Заболотский A.A., Сурдутович Г.И. - Препринт/ ИФП СО АН СССР; 12-86. - Новосибирск, 1986. 9 с.

27. Гайнер A.B., Сурдутович Г.И. Квантовая электроника, 1988, Т.15, JÉ5, с.975-977.

28. Гиббс X. Оптическая бистабильность. - М.: Мир, 1988.

29. Шблль Э. Самоорганизация в полупроводниках. - М.: Мир, 1991.

Подписано к печати 17.06. 1996 г. Формат 60x84/16. Объем 2.0 уч.-юд.л. Тираж 100 экз. Заказ № 259.

Отпечатано в Институте теплофизики СО РАН 630090, Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 1