Onde acustiche di superficie in film supportati di simmetria esagonale

Deposited thin films have an increasing interest in many technological areas. Columnar thin films are widely spread, and they can be obtained using different materials and different deposition techniques. Usually, columnar films are studied by approximating their behaviour to homogeneous and isotropic. The homogeneous approximation is satisfactory, but the isotropic is not. In a columnar film, properties are isotropic in direction parallel to the substrate plane, but different in direction perpendicular to the same plane. This is the maximum anisotropy compatible with hexagonal symmetry. It means that we can use hexagonal symmetry to characterize the film in the computational model, a model that is meant to simulate the behaviour of columnar films. The aim of this thesis has been to perform a computational survey, by means of a MATLAB program, to compute displacement power spectra in materials composed of an hexagonal film and an isotropic substrate. The values of elastic constants, density and film thickness have been varied, and the subsequent results have been compared. We have based the computer code on the structure of the Brillouin spectroscopy experimental set-up. The results of this theoretical-computational survey could be used to forecast the behaviour of material with technological interest. Brillouin spectroscopy experiments on film with hexagonal symmetry, could be an experimental test of the results obtained using the MATLAB program.

I film sottili depositati rivestono un crescente interesse in varie aree tecnologiche. Sono diffusi i film sottili con struttura colonnare, che possono essere ottenuti per materiali molto diversi tra di loro, tramite tecniche di deposizione differenti. Solitamente i film colonnari vengono studiati approssimando il loro comportamento a omogeneo e isotropo. L'approssimazione omogenea è soddisfacente, non così quella isotropa. Infatti, in un film colonnare, le proprietà sono isotrope in una direzione parallela al piano del substrato e diverse in direzione ortogonale al piano: questa è la massima anisotropia prevista dalla simmetria esagonale. Pertanto possiamo usare quest'ultimo tipo di simmetria per caratterizzare il film del modello computazionale, modello che intende simulare il comportamento di un film colonnare. Lo scopo di questa tesi è stato quello di effettuare un'indagine di tipo computazionale, mediante un programma MATLAB, per calcolare gli spettri di potenza degli spostamenti in materiali costituiti da un film esagonale e da un substrato isotropo. Sono stati progressivamente variati i valori delle costanti elastiche, della densità, dello spessore e sono stati confrontati i risultati ottenuti. Nella stesura del codice si è fatto riferimento alla geometria di un esperimento di spettroscopia Brillouin. I risultati di questa indagine, di tipo teorico-computazionale, potrebbero essere utilizzati per fare alcune previsioni sul comportamento di materiali dotati di interesse tecnologico. Esperimenti di spettroscopia Brillouin, eseguiti su film dotati di anisotropia esagonale, potrebbero costituire una verica sperimentale dei risultati ottenuti.