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本论文主要由三部分内容组成：第一部分从理论和实验两个方面研究了氧化锌薄膜/硅基片(ZnO/Si)结构中叉指换能器激发声波的传播特性；第二部分为以铌酸锂(LiNbO3)为基片的声表面波(SAW)传动特性的研究；第三部分为单层和多层材料中脉冲激光的光卢光热效应的研究。关于这三个方面工作，摘要叙述如下。
1.关于ZnO/Si器件在(100)硅片衬底上生长一层c轴取向的氧化锌薄膜，并且利用叉指换能器激发沿着硅基片的<110>方向传播的声波，研究这些声波模式的传播特性，为在声传感器件中的应用打下基础。
首先，研究了硅和氧化锌晶体中的体声波的传播特性，得到了各种声波的传播速度和传播方向之间的关系，通过研究得到了氧化锌和硅单晶中的一些纯波方向，这些都在后期的器件设计和制作中得到了应用。然后基于压电材料中的声传播理论，利用转移矩阵的方法来计算多层压电材料中的声传播特性。对于硅片厚度为100微米，氧化锌薄膜厚度为10微米的情况，通过理论计算获得了氧化锌/硅两层结构中的声传播特性，如色散关系，振幅分布，机电耦合系数等等。并且对该系统中利用叉指换能器激发平面剪切声板模(SH-APM)和法平面声板模(SP-APM)的可行性进行了分析。根据计算获得的上述声传播特性，给出了各个模式的分析结论。同时还研究了当叉指换能器的周期为100微米时，各种薄膜参数包括薄膜厚度，密度，弹性参数，压电参数和介电参数等对于所激发的各声波模式的频率和机电耦合系数的影响。计算结果表明薄膜厚度，密度，以及弹性参数是影响各模式频率的关键参数。这些结果在薄膜的制备分析和声波器件的功能和特性之间建立了一座桥梁，对器件的优化设计具有一定的指导意义。
在实验中，通过射频磁控溅射，在100微米厚的(100)硅片表面生长一层厚度为10微米左右的氧化锌薄膜。X射线衍射分析表明薄膜具有很好的c轴择优取向。通过摸索，得到一套有效的在氧化锌表面制作叉指电极的方法，因而成功的制作了一些ZnO/Si器件。利用网络分析仪分析器件的频率特性，获得了和理论分析一致的实验结果。同时还对ZnO/Si系统做了初步的质量传感实验。
此外，为了能够获得高灵敏度的声波传感器，还进行了一些硅片微加工的实验研究。利用氢氧化钾水溶液，进行硅片的各向异性腐蚀，同时利用溅射的氮化硅薄膜作为保护层，获得了一些具有厚边框的薄硅片，腐蚀表面也比较平整，有可能用来作为声波器件的基底。
2.关于LiNbO3基片的声表面波传动器件声表面波传动器件，具有驱动力大，驱动速度快等优点，但是由于所施加的电压很大，在基片上容易形成较大的温度梯度。在LiNbO3基片作为SAW马达定子的情况下，由于铌酸锂晶体本身很脆，在使用的过程中经常会破裂，所以表面波直线马达和转动马达常常连续工作时间比较短。为此，并且通过对驱动电压进行调制的方法，使得传动器能够连续工作。
在实验中，发现了几种有趣的现象。在某些调制模式的驱动下，被驱动的红宝石滑块的平均运动速度大于连续信号驱动的情况。这可能与实验中观察到的在调制脉冲初期滑块有跳跃的现象有关。另外，在观察滑块与基片粘合以及驱动液滴等方面还发现了一些有趣的现象。这些现象都有待进一步的研究，以期能够了解它们的发生机制并加以控制和利用。
3.关于光声光热效应的理论研究光声光热技术在各种材料和器件的无损检测中有着非常广泛的应用，对于光声光热效应的理论模拟也和实验一起在各种参数的测定中起着非常重要的作用。本文对光声光热效应中的物理过程做了简要的分析，并且总结了不同实际问题的系统模型的建立。
如何提高脉冲激光激发声波的带宽，成为现代光声光热技术研究的热点之一。本文利用本征函数展开的方法，获得了脉冲激光在铝片表面激发声表面波的波形和激发源参数之间的关系。通过计算表明，激发出的声表面波的带宽受到激发源的脉冲宽度和聚焦半径的共同影响。这对于以后脉冲激光对材料和器件的无损检测和评价具有一定的指导意义。
金刚石薄膜具有很大的热导率，在很多方面具有应用价值。简要的描述了利用光热效应来测定其热学参数的一些初步的理论工作。利用有限元的方法计算得到了脉冲激光激发下，金刚石薄膜/硅片衬底系统中的温度场的分布。并且对这种方法用来测定金刚石薄膜的可行性进行了分析。
本文的第一章对各种层状体系中的声传播特性和氧化锌薄膜在声波器件中的应用以及声波传感和传动器件的研究历史以及应用领域，等几个方面做了比较全面的回顾和总结。第二章，描述了ZnO/Si层状材料中声传播的理论工作；第三章描述了ZnO/Si声器件的制作过程和一些测量结果。第四章介绍了以铌酸锂为基片的声表面波传动器的一些研究结果以及观察到的一些奇特的现象。第五章对板状及层状材料的光声光热效应的计算和分析作了叙述。第六章对所涉及到的一些研究工作的结果做出了简要的归纳和总结，并且给出了一些未来工作的展望。