1. 탄성 표면파 (Elastic Surface Wave) or 표면 음향파 (Surface Acoustic Wave, SAW)
ㅇ 특히, 탄성 고체(Elastic Solid)의 표면을 따라 전파하는 파(波)를 일컬음
- 1885년 Lord Rayleigh에 의해 수학적으로 발견 (Rayleigh Wave라고도 불리움)
ㅇ 탄성 표면파 특징
- 표면 가까이 국지적 입자 운동으로 에너지가 전파되는 파(波)
. 이는, 물결 위에 놓인 나뭇잎 움직임을 보면 쉽게 이해가 됨
. 나뭇잎이 물 표면 위에서 좌우 또는 상하로 어떤 범위내에서 작은 움직임 만을 보임
- 역학적 파동(Mechanical Wave : 매질을 필요로하는 기계적 파동) 임
. 에너지가 표면 가까이(1 파장 이하 깊이)에서 만 집중되어 전파됨
. 탄성 매질에서 탄성파는 타원 편파적으로 진행
- 파동 전파 속도 : 약 3,000 [m/s]
- 例) 지구 지표면 지진파 등
2. SAW(Surface Acoustic Wave) Device
ㅇ 표면 탄성파와 반도체 전도 전자의 상호 작용을 이용한 전자 기계적 소자
- 1965년 White 및 Voltmer의 빗형 변환기(IDT:Inter Digital Transducer) 발명으로 시작됨
ㅇ 원리
- 압전 결정의 표면에 전해지는 탄성 표면파를 이용
. 압전 결정 : 외부로부터 전기장이 가해지면 일그러짐을 유발
- 빗형 전극이라고 불리는 빗살 모양의 변환기(IDT)를 압전성 기판 위에 형성하고,
- 전기 신호를 가하면, 물결 모양의 파(波)을 일으킬 수 있음
. 이때, 이 압전 결정 기판의 표면에 생기는 파동의 속도(음속)는 빗살 간의 피치에
따라 이에 여기(励起)되는 파동의 주파수를 정할 수 있음
- 또한 동일하게 IDT에 SAW 파(波)가 도달하면, 그 SAW 파(波)와 IDT의 피치가 맞으면
전기 신호가 IDT의 전극간에 발생
ㅇ 응용
- 센서, 발진기, 필터 등 산업적으로 매우 넓은 응용 영역을 갖음
. 압전효과 물질로된 기판(Substrate) 위에 표면파 모드와 관련된 공진기 응용 등
ㅇ 특징
- 소형/경량 가능, 견고성, 좋은 안정도, 높은 민감도, 저가격, 실시간성 등
3. SAW 필터 (Surface-Acoustic Wave Filter)
ㅇ SAW 필터 (Surface-Acoustic Wave Filter)
- 표면 탄성파를 이용한 필터
ㅇ SAW 필터 특징
- 유전체 필터 등에 비해 소형/경량 가능, 견고성, 좋은 안정도, 높은 민감도, 저가격 등
- UHF에서 VHF까지의 폭넓은 주파수대역에서
. 중간주파수(IF) 필터, 발진기, 레이더 펄스 압축 등으로 이용하기에 적합
- 뛰어난 대역외 제거 성능을 갖음 (선택도가 좋음)