Skip to main content
padlock icon - secure page this page is secure

Theoretical Investigation of Gulyaev-Bleustein Wave Excitation by Interband Light Absorption in Semiconductors

Buy Article:

$30.00 + tax (Refund Policy)

The analysis of the acoustoelectric surface wave (Bleustein-Gulyaev wave) piezoexcitation by electric fields distributed in the volume of the crystal has been carried out. These fields are initiated by the spatial separation of photogenerated electrons and holes. The estimates show that the efficiency of such optoacoustic conversion may be 2 or 3 orders of magnitude higher than previously achieved experimentally in the laser generation of Rayleigh type surface acoustic waves (SAW's) by a thermoelastic mechanism. It also seems important that on some crystallographic planes and in some directions Rayleigh type SAW's are not excited by the inverse piezoeffect, and Gulyaev- Bleustein waves (GBW's) are the only effectively generated surface waves in a semi-infinite solid.

The depth of penetration of acoustoelectric surface wave in the crystal is much greater than the wave length. In connection with this fact the optical generation of GBW's has advantages in comparison with the traditional method in which interdigital transducers are used. Laser radiation makes it possible to create sources of excitation all over the depth of the surface wave localization, while the electric field applied to the surface in the traditional method does not penetrate into the crystal deeper than the wave length of the GBW.

Zusammenfassung

Es wurde eine Untersuchung piezoelektrischer Erzeugung akustoelektrischer Oberflächenwellen (Bleustein- Gulyaev-Welle) durch elektrische Felder im Kristall ausgeführt. Diese Felder werden hervorgerufen durch räumliche Trennung von Elektronen und Löchern, die durch Licht erzeugt werden. Die Abschätzungen zeigen, daß die Wirksamkeit dieser optoakustischen Umwandlung um zwei bis drei Größ enordnungen größ er sein kann als die bisher durch Laseranregung von Rayleigh-Wellen aufgrund eines thermoelastischen Mechanismus erreichte. Es scheint auch wichtig zu sein, daß auf manchen kristallographischen Ebenen und in manchen Richtungen Rayleigh- Wellen mit dem inversen Piezoeffekt nicht erregt werden können, und daß dort Gulyaev-Bleustein-Wellen die einzigen Oberflächenwellen sind, die in einem halbunendlichen Festkörper erzeugt werden können.

Die Eindringtiefe der akustoelektrischen Oberflächenwellen in den Kristall ist wesentlich größ er als die Wellenlänge. Im Zusammenhang damit erscheint die optische Erzeugung von GB-Wellen vorteilhafter zu sein als die Herkömmliche Methode mit Interdigitalwandlern. Die Laserstrahlung erlaubt eine Anregung über den ganzen Tiefenbereich der Oberflächenwellen, während das nach der herkömmlichen Methode auf die Oberfläche einwirkende elektrische Feld nicht tiefer als eine Wellenlänge der GB-Welle in den Kristall eindringt.

Sommaire

On a étudié la génération piézo-électrique d'ondes acousto- électriques de surface (ondes de Bleustein-Gulyaev) au moyen de champs électriques distribués à l'intérieur du volume du cristal. De tels champs sont la conséquence d'une séparation spatiale des électrons et des trous produits dans le cristal par effet photo-électrique. Nos estimations montrent que l'efficacité de cette voie de conversion opto-acoustique peut dépasser, de deux ou trios ordres de grandeur, les résultats obtenus antérieurement dans des expériences de génération d'ondes acoustiques de surface (ondes de Rayleigh) au moyen d'une action thermo-élastique obtenue par laser. Il nous sémble egalement intéressant de noter que, dans certains plans et dans certaines directions cristallographiques, les ondes de Rayleigh ne peuvent être excitées par effet piézo-électrique inverse et que les ondes de Bleustein-Gulyaev sont les seules qu'on sache générer effectivement dans un solide semi-infini.

La profondeur de pénétration de l'onde de surface acousto-électrique dans le cristal est bien plus grande que sa longueur d'onde. De ce fait, l'excitation optique des ondes BG possède plusieurs avantages sur la méthode traditionnelle utilisant des traducteurs interdigitaux. Le rayonnement laser permet de créer des sources d'excitation qui s' étendent sur toute la profondeur de localization de l'onde de surfacé, tandis que le champ électrique appliqué à la surface dans la méthode traditionnelle ne peut pénétrer le cristal plus profondemént que la longueur d'onde de l'onde BG.
No Reference information available - sign in for access.
No Citation information available - sign in for access.
No Supplementary Data.
No Article Media
No Metrics

Document Type: Research Article

Publication date: July 1, 1990

More about this publication?
  • Acta Acustica united with Acustica, published together with the European Acoustics Association (EAA), is an international, peer-reviewed journal on acoustics. It publishes original articles on all subjects in the field of acoustics, such as general linear acoustics, nonlinear acoustics, macrosonics, flow acoustics, atmospheric sound, underwater sound, ultrasonics, physical acoustics, structural acoustics, noise control, active control, environmental noise, building acoustics, room acoustics, acoustic materials, acoustic signal processing, computational and numerical acoustics, hearing, audiology and psychoacoustics, speech, musical acoustics, electroacoustics, auditory quality of systems. It reports on original scientific research in acoustics and on engineering applications. The journal considers scientific papers, technical and applied papers, book reviews, short communications, doctoral thesis abstracts, etc. In irregular intervals also special issues and review articles are published.
  • Editorial Board
  • Information for Authors
  • Submit a Paper
  • Subscribe to this Title
  • Information for Advertisers
  • Online User License
  • Ingenta Connect is not responsible for the content or availability of external websites
  • Access Key
  • Free content
  • Partial Free content
  • New content
  • Open access content
  • Partial Open access content
  • Subscribed content
  • Partial Subscribed content
  • Free trial content
Cookie Policy
X
Cookie Policy
Ingenta Connect website makes use of cookies so as to keep track of data that you have filled in. I am Happy with this Find out more