Российские исследователи из НИУ ВШЭ и Физического института имени П.Н. Лебедева РАН разработали инновационный метод неразрушающего контроля, позволяющий оценивать качество соединения тонких пленок с подложками еще до сборки готовых устройств. Эта технология способна значительно упростить и удешевить производство сверхвысокочастотных акустических фильтров, необходимых для работы сетей связи нового поколения — 6G.
Подобные фильтры являются ключевыми компонентами современных смартфонов и другой электроники, где требуется эффективная очистка сигнала от помех. Принцип их работы основан на преобразовании электромагнитного сигнала в ультразвук и обратно. Однако при переходе на высокие частоты (несколько гигагерц и выше) поведение звуковых волн на границе пленки и подложки становится крайне нестабильным. Если соединение слоев недостаточно жесткое, возникают паразитные проскальзывания, из-за чего фильтр теряет работоспособность. Традиционно такие дефекты обнаруживаются только после изготовления и тестирования дорогостоящего прототипа, что приводит к серьезным финансовым и временным затратам.
Предложенный российскими учеными подход позволяет выявлять подобные проблемы на ранних этапах. В процессе испытаний на образец воздействуют серией коротких лазерных импульсов: первый импульс инициирует возбуждение поверхностной акустической волны, а второй регистрирует ее распространение. Анализируя изменения отраженного света, исследователи воссоздают карту смещений поверхности, фактически получая «фотографию» бегущей звуковой волны.
На базе полученных данных специалисты рассчитывают зависимость скорости звука от длины волны, что позволяет с высокой точностью вычислить параметры сцепления слоев. Особую ценность представляет возможность определения поперечной жесткости на сдвиг — критического показателя, который ранее было крайне сложно измерить, несмотря на его определяющую роль в работе высокочастотных фильтров.
Новый метод является неразрушающим и отличается высокой скоростью выполнения измерений. Это открывает перед инженерами широкие возможности: от оперативной отбраковки некачественных пар материалов до тонкой настройки производственных процессов. В перспективе технология поможет создавать более надежные и совершенные радиочастотные компоненты для сетей 5G, 6G и других систем управления звуковыми сигналами.
