用于薄膜材料的 LiNbO$_3$ 单周期表面声波脉冲发生
介观与纳米尺度物理
2025-07-18 v1
摘要
表面声波 (SAW) 技术已在薄膜材料中探索，用于发现基本现象和探讨其物理性质。它用于激发和操控准粒子，如声子或磁子，可以动态调制材料的性质。在该领域中，SAW 通常由在共振频率下的连续波激发。最近在 GaAs 基片上演示了单周期 SAW 脉冲的发生。这种 SAW 脉冲提供了访问单个准粒子激发并通过时序测量研究其动力学的潜在方法。另一方面，要调制和控制薄膜材料的性质，通常需要产生高强度 SAW。本文我们在 LiNbO 基片上使用频率扫描的声表面电极阵列 (IDT) 高效产生 SAW 脉冲。我们制造了带宽从 0.5 GHz 到 5.5 GHz 的频率扫描 IDT 器件。我们通过进行时序测量确认了 0.3 ns FWHM (半最大宽度) 的 SAW 脉冲的发生。LiNbO 基片上的输入功率与 SAW 之间的转换效率约为 GaAs 基片上的 45 倍。这使得我们能够产生高强度 SAW 脉冲，满足薄膜调制的要求。我们的结果将扩展该领域的研究，如自旋电子学和磁声子学，并推动其进一步发展。
关键词
引用
@article{arxiv.2507.02417,
title = {Generation of a single-cycle surface acoustic wave pulse on LiNbO$_3$ for application to thin film materials},
author = {Koji Fujiwara and Shunsuke Ota and Tetsuo Kodera and Yuma Okazaki and Nobu-Hisa Kaneko and Nan Jiang and Yasuhiro Niimi and Shintaro Takada},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.02417},
year = {2025}
}
备注
7 pages, 4 figures