Surface and pseudo-surface acoustic waves in film-substrate systems

Sub-micrometric films are increasingly studied for their possible application in various technological areas, however, the measurement of their mechanical characteristics is not simple and can only be carried out through acoustic measurement methods. The interpretation of these measurements is not straightforward because the acoustic waves detected are dependent both on the properties of the film and on those of the substrate on which it is deposited. Therefore it has been decided to carry out a computational investigation, using a MATLAB program, to obtain the power spectra of the displacements in systems where films and substrates are both isotropic. The stiffness and density values have been gradually changed to obtain slow and fast films. The results obtained can provide a guide in the design and the interpretation of Brillouin spectroscopy experiments on materials of technological interest.

I film submicrometrici sono sempre più studiati per la loro possibile applicazione in varie aree tecnologiche, tuttavia la misura delle loro caratteristiche meccaniche non è facile e può essere effettuata solo tramite metodi di misurazione acustici. L’interpretazione di queste misure non è semplice poichè i modi acustici trovati dipendono dalle proprietà del film e da quelle del substrato su cui questo è depositato. Quindi si è deciso di effettuare un'indagine di tipo computazionale, servendosi di un programma MATLAB, per ottenere gli spettri di potenza degli spostamenti in materiali costituiti da film e substrato entrambi isotropi. Sono stati variati progressivamente i valori di rigidezza e densità per ottenere film lenti e veloci. I risultati ottenuti possono fornire una guida nella progettazione e nell’interpretazione degli esperimenti di spettroscopia Brillouin su materiali di interesse tecnologico.