При растяжении или сжатии пьезоэлектрических материалов в них возникает электрическое поле, а при подаче электрического напряжения они наоборот меняют свою форму. На этом эффекте основана работа, например, зажигалок, в которых нажатие на кнопку вызывает достаточное для появления искры напряжение. Кроме того пьезоэффект широко используют в микрофонах, точных микроманипуляторах и многочисленных датчиках давления, влажности и температуры.
В новой работе ученые изучали пьезоэлектрические тонкие пленки нитрида алюминия AlN на поверхности синтетических алмазов. Воздействие электрического поля на подобные системы приводит к тому, что вглубь от поверхности разбегаются упругие волны деформации. Потом они встречаются с подложкой, отражаются в обратную сторону и, в результате, внутри слоистых структур возникает сразу множество колебаний, что напоминает эхо внутри тоннеля или широкой трубы.
Частоты, интенсивности и другие характеристики этих колебаний зависят, как от свойств самих материалов, так и от  их геометрии. Поэтому на пьезоэлектрических материалах можно делать детекторы, способные замечать даже отдельные налипшие на их поверхность бактерии – микроорганизмы будут немного увеличивать массу всей системы, что будет заметно изменять характерные частоты возникающих колебаний.  
Российские исследователи с помощью математического моделирования подробно изучили спектр возникающих внутри их слоистых пьезоэлектрических структур колебаний. В работе им удалось отделить и идентифицировать волны различных типов, распространяющиеся внутри пленок AlN на алмазных подлохка. Полученные результаты могут быть полезны при создании СВЧ устройств акустоэлетроники – области физики, изучающей взаимодействие электрического поля и высокочастотных акустических волн.
Исследование ученых опубликовано в журнале Applied Physics Letters.

Источник: ТАСС http://tass.ru/nauka/3273297