Determination of the Optimal Crystal Cut and Propagation Direction of a Piezoelectric Substrate for SAW Devices

탄성표면과 소자용 압전기판의 최적 절단명과 전파방향 결정

Characteristics of a piezoelectric material are evaluated to pick up the optimal crystal cut and propagation direction for a SAW device. For the piezoelectric single crystal $LiTaO_4$, such items are investigated as the Rayleigh wave velocity, the electromechanical coupling factor, the surface permittivity, the frequency-temperature coefficient, the air loading attenuation, the pure mode propagation, the beam steering and the misalignment sensitivity. Theoretical calculations reveal that Y-cut and Z-propagation is the optimal SAW propagation path. The results are confirmed through experiments. The method empolyed in this paper is applicable to other crystals, too, either single or poly crystals.

탄성표면파 소자용 압전재료의 특성을 평가하여 최적 절단명과 전파방형을 결정하였다. 압전단결정 $LiTaO_4$에 대하여 Rayleigh파의 속도, 결합계수, 표면유전상수, 주파수-온도계수, 감쇠계수, 퓨어모드 전하, 빔 산란, 그리고 정열오차 감도 등의 항목들을 평가하였다. 이론적 계산 결과 Y절단면상의 X축 방향이 최적치로 나타났고, 이결과는 시럼에 의해 확인되었다. 본 논문의 평가방법은 여타 다른 압전재료들에도 동일하게 적용이 가능하다.