DE2448097A1 - Akustische oberflaechenwellenanordnung - Google Patents

Description

PHB.32375C.

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Anmeldung νοπη .,

Akustische OberfIMchenwellenanordnung

Die Erfindung bezieht jich auf akustische
Oberflächenvrellenanordnungen die akustische Oberflächenwellen von dem Typ benutzen, bei dem die Wellenamplitude schnell mit dem Abstand von der Fortpflanzungsoberfläche abnimmt, wie z.B. Rayleighwellen.

Infolge der Anwendung akustischer Oberflächenwellen ist es möglich geworden, frequenzselektiv^ Filter und/oder Verzögerungsanordnungen in einer kleinen und
robusten Ausführung durch Techniken herzustellen, die
der Herstellung integrierter Schaltungen ähnlich und
mit dieser Herstellungs kompatibel sind. Solche Anordnungen

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ermöglichen e*s, Schwierigkeiten» wie den grossen Umfang und die Herstellungskosten, die mit der Anbringung diskreter Induktivitäten einhergehen, zu vermeiden«

Bei einer solchen Anordnung wird eine akustische Oberflächenwelle auf einer planaren Fortpflanzungsober-:, flSche für akustische Oberflächenwellen eine piezoelektrischen Körpers mittels einer interdigitalen Elektrodenmatrix emittiert, die einen Sendewandler bildet. Eine weitere interdigitale Elektrodenmatrix ist in dem Wege akustischer Oberflächenwellen, die sich von dem Sendewandler her fortpflanzen, angeordnet und bildet einen Empfangswandler, der die empfangene akustische Oberflächenwelle in ein entsprechendes elektrisches Signal rückverwandelt» Die interdigitalen Matrizen weisen je eine periodische Struktur auf, diö in Vereinigung mit der Portpflanzungsgeschwindigkeit der akustischen Oberflächenwellen eine frequenzselektive Gesamtkennlinie -für die Anordnung liefert. Die gewünschte Form dieser Kennlinie kann dadurch erhalten werden, dass der gegenseitige Abstand, die Breite und die gegenseitige Ueberlappung von Elektrodenelementen in der Matrix derart gewählt werden, dass eine Durchlasskennlinie aus einer grossen Verschiedenheit gewünschter Durchlasskennlinien erhalten wird.

Die elektrische Feldverteilung in einer inter-

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digitalen Elektrodenmatrix ist jedoch derartig, dass ausser der gewünschten akustischen Oberflächenwelle auch unerwünschte Massenwellen in Longitudinal- Schermodi erzeugt werden, die sich durch den Körper mit Geschwindigkeiten fortpflanzen, die im allgemeinen von der Geschwindigkeit der akustischen Oberflächenwellen verschieden sind, und von dem Empfangswandler empfangen werden können, wodurch ein entsprechendes unerwünschtes Ausgangssignal auftreten kann. Im Entwurf eines Zwischenfrequenzfilters zur Anwendung in einem Fernsehempfänger werden in bezug auf Signalsperrung sehr strenge Anforderungen für Frequenzen in der Nähe und gerade oberhalb des Durchlassbandes gestellt und eben innerhalb oder in der Nähe dieses Bereiches können leicht entsprechende Massenwellen von den interdigitalen Wandlern bei Frequenzen erzeugt werden, die von der Fortpflanzungsgeschwindigkeit der betreffenden Massenwelle abhängen. Im Falle einer Anordnung, · die den primären Zweck hat, eine Zeitverzögerung herbeizuführen, kann das Vorhandensein solcher Massenwellen unerwünschte Signale mit der falschen Verzögerung hervorrufen. Massenwellen können von einem interdigitalen Wandler unter verschiedenen Winkeln zu der Fortpflanzungsoberfläche akustischer Oberflächenwellen emittiert werden und die auf die gegenüberliegende Oberfläche der Scheibe gerichteten

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Massenwellen können mit geeigneten Mitteln absorbiert und/oder gestreut werden« Es wurde aber gefunden, dass, sogar wenn dies auf zweckmässige Weise stattgefunden hat, eine bedeutende, unvorhersagbare unerwünschte Komponente in dem Filterausgang vorhanden sein kann.

Die Erfindung bezweckt, eine verbesserte akustische Oberflächenwellenanordnung zu schaffen, die diese Schwierigkeit verringern oder beheben kann»

Ein Verfahren zur Herstellung einer akustischen Oberflächenwellenanordnung, bei dem ein einkristalliner Körper aus einem ausgewählten piezoelektrischen Werkstoff gebildet wird, der eine Fortpflanzungsoberfläche für die akustischen Oberflächenwellen der genannten Art aufweist, die auf selektierte Weise in bezug auf die kristallo· graphische Achse des genannten Einlcristalls orientiert ist, wobei interdigitale Sende- und Empfangselektrodenmatrizen auf der genannten Fortpflanzungsoberfläche für akustische Oberflächenwellen angebracht werden, um akustische Oberflächenwellen längs einer selektierten Fortpflanzungsachse für akustische Oberflächenwellen auf der genannten Oberfläche auszusenden bzw. zu empfangen, so dass eine gewünschte Amplitude-Frequenz-Kennlinie erhalten wird, während der genannte Körper mit Mitteln versehen ist, mit deren Hilfe Massenwellen gestreut und/oder absorbiert werden, die sich durch den genannten

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Körper liber Bahnen fortpflanzen, die sich nicht parallel zu und neben der Fortpflanzungsbahn der akustischen Oberflächenwellen erstrecken, ist dadurch gekennzeichnet, .' dass der genannte piezoelektrische Werkstoff und die Orientation der genannten Fortpflanzungsoberfläche für akustische Oberflächenwellen und der axialen Richtung in bezug auf die kristallographische Achse des genannten einkristallinen Körpers derart ausgewählt werden, dass eine piezoelektrische Kopplung nahezu gleich Null zwischen den genannten interdigitalen Elektrodenmatrizen und mindestens einer aus der Gruppe von axialen Massenwellen der oben definierten Art erhalten wird, wobei die genannte Gruppe aus der longitudinalen axialen Massenwelle und einer der beiden axialen Schermassenwellen besteht, wenn die genannte axiale Schermassenwelle nahezu keine Komponente der Teilchenbewegung senkrecht zu der genannten Fortpflanzungsoberfläche für akustische Oberflächenwellen aufweist und wobei die oder jede der axialen Schermassenwellen, für die eine wesentliche piezoelektrische Kopplung mit den genannten interdigitalen Elektrodenmatrizen besteht, eine Teilchenbewegung mit einer Komponente senkrecht zu der Fortpflanzungsoberfläche für akustische Oberflächenwellen besitzt, so dass die betreffende genannte axiale- Schermassenwelle sich nahezu nicht in einer Richtung parallel zu der

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Oberfläche fortpflanzen kann, und wobei die piezoelektrische Kopllung zwischen einex· betreffenden genannten interdigitalen Matrix und den genannten axialen Massenwellen, die von dieser Matrix erzeugt werden, genügend gering ist, um zu vermeiden, dass die erwünschte Amplitude-Frequenz-Kennlinie der Anordnung in wesentlichem Masse gestört wird«

Die Erfindung beschränkt sich auf Anordnungen, die akustische Oberflächenwellen von dem Typ benutzen, in dem die Amplitude der Teilchenbewegung schnell mit dem Abstand von der Fortpflanzungsoberfläche für akustische Oberflächenwellen in den Körper, auf dem die Oberfläche gebildet wird, abnimmt, wie z.B. Rayleighwellen,

Eine Fortpflanzungsoberfläche für akustische Oberflächenwellen ist hier als eine nahezu planare Oberfläche definiert _t die auf einem Körper aus piezoelektrischem einkristallinem Material gebildet wird und eine vorher bestimmte Orientation in bezug auf die kristenographische Achse aufweist, derart, dass, wenn eine interdigitale Elektrodenmatrix auf der genannten planaren Oberfläche gebildet wird, um eine akustische Oberflächenwelle auszusenden oder zu empfangen, die sich in einer vorher bestimmten Fortpflanzungsrichtung über die genannte Oberfläche fortbewegt, ein nützlicher Grad elektromechanischer Kopplung zwischen der genannten interdigitalen Elektrodenmatrix und dem genannten piezo-

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elektrischen Körper in bezug auf eine genannte akustische Oberflächenwelle besteht. Für Beschreibungszwecke wird die Fortpflanzungsoberfläche für akustische Oberflächenwellen durch die X₁,X₂-Richtungen eines beliebigen orthogonalen Satzes von Achsen χ.,Χρ,χ« definiert, während annahmeweise die Richtung der Fortpflanzungsbahn akustischer Oberflächenwellen auf der genannten Oberfläche zu der x--Achse parallel ist.

Die Ausdrücke "axiale Massenwellen", "longitudinale axiale Massenwellen" und "axiale Schermassenwellen¹¹ geben hier Massenwellen, eine longitudinale Massenwelle und die Schermassenwellen an, die unter günstigen piezoelektrischen Kopplungsbedingungen leicht in einer Richtung parallel zu der Fortpflanzungsachse akustischer Oberflächenwellen von einer interdigitalen Elektrodenwandlerraatrix bei respektiven Frequenzen erzeugt werden würden, die von der räumlichen Periodizität der interdigitalen Matrix und der entsprechenden Wellengeschwindigkeit abhängen. Im allgemeinen enthalten Massenwellen in einem ein.-kristallinen Körper eine longitudinale Massenwelle mit einer Teilchenbewegung im allgemeinen in der Fortpflanzungsrichtung und zwei Schermassenwellen mit Teilchenbewegungen im allgemeinen quer zu der Fortpflanzungsrichtung und senkrecht zueinander.

Die longitudinale axiale Massenwelle pflanzt sich,

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wenn sie einmal erzeugt worden ist, frei parallel zu und unter der Oberfläche fort. Im Falle der axialen Schermassenwellen wird sich aber, wenn die Bedingungen für eine Welle günstig sind, um eine Welle einer gewissen Frequenz in einer Richtung parallel zu der Fortpflanzungsachse akustischer Oberflächenwellen zu erzeugen, eine solche Schermassenwelle nur frei parallel und unter der Oberfläche fortpflanzen, wenn ihre Teilchenbewegung nahezu keine Komponente senkrecht zu der Oberfläche enthält. Wenn die Schermassenwelle eine bedeutende Bewegungskomponente senkrecht zu der Oberfläche aufweist, wird eine solche Welle infolge der Grenzbedingungen an der Oberfläche verschwinden, wobei die Amplitude leicht bei zunehmenden Abstand von dem Sendewandler wegfällt.

Die Erfindung beschränkt sich auf Orientationen, bei denen sich die beiden axialen Schermassenwellen mit bedeutend verschiedenen Geschwindigkeiten fortpflanzen, weil, wenn die Fortpflanzungsgeschwindigkeit für die beiden Schermassenwellen dieselbe ist, eine resultierende Scherwelle mit einer Teilchenbewegungsrichtung erzeugt wird, die infolge beliebiger Aenderungen in der gegenseitigen Phase der beiden erzeugten Wellen ungewiss werden kann.

Weiter ist nach der Erfindung eine akustische Oberflächenwellenanordnung mit einem einkristallinen

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Körper aus einem piezoelektrischen Werkstoff mit einer oben definierten Fortpflanzungsoberfläche für akustische Oberflächenwellen und interdigitalen Sende— bzw, Empfangs-Elektrodenmatrizen, die darauf angebracht sind, um akustische Oberflächenwellen längs einer vorher bestimmten Fortpflanzungsachse auf der genannten Oberfläche auszusenden bzw. zu empfangen, so dass eine gewünschte Amplitude-Frequenz-Kennlinie erhalten wird, wobei dieser Körper derart"angeordnet ist, dass von der genannten Fortpflanzungsoberfläche für akustische Oberflächenwellen abgerichtete Hassenwellen gestreut und/oder absorbiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte piezoelektrische Werkstoff und die Orientation der betreffenden genannten Fortpflanzungsoberfläche für akustische Oberflächenwellen und der axialen Richtung in bezug auf die kristallographische Achse des genannten einkristallinen Körpers derart gewählt werden, dass eine piezoelektrische Kopplung nahezu gleich Null zwischen den genannten interdigitalen Elektrodenmatrizen und mindestens einer aus der Gruppe axialer Massenwellen der genannten Art erhalten wird, wobei diese Gruppe besteht aus der longitudinalen axialen Massenwelle und einer der beiden axialen Schermassenwellen, wenn die genannte axiale Schermassenwelle nahezu keine Teilchenbewegungskomponente senkrecht zu der genannten Fortpflanzungsoberfläche aufweist und wobei

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die oder jede der axialen "Schermassenwellen, für die eine wesentliche piezoelektrische Kopplung mit den genannten interdigitalen Elektrodenmatrizen besteht, eine Teilchenbewegung mit einer Komponente senkrecht zu der Fortpflanzungsrichtung für akustische Oberflächenwellen aufweist» so dass die betreffende genannte axiale Schermassenwelle nahezu nicht imstande ist, sich in einer Richtung parallel zu der Oberfläche fortzupflanzen, wobei die piezoelektrische Kopplung zwischen einer betreffenden genannten interdigitalen Elektrodenmatrix und den genannten axialen Massenwellen, die von dieser Matrix erzeugt werden, genügend gering ist, um eine wesentliche Störung der gewünschten Amplitude-Frequenz-Kennlinie der Anordnung zu vermeiden.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird der einkristalline Körper aus piezoelektrischem Werkstoff derar.t ausgewählt und geschnitten, dass die folgenden Beziehungen erfüllt werden:

d₃₁ + Id₃₆ tg/ = 0,

wobei 0 den in der Fortpflanzungsebene x**-? &^emesseneJ1 Winkel darstellt, den die Teilchenbewegung der genannten longitudinalen axialen gegebenenfalls erzeugten Massenwelle mit der Richtung x- einschliessen würde, und d^-, do« t d-£ und dr,£ respektive piezoelektrische Konstanten

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sind, die sich auf die Oberfläche X₁^₂ ^tezielien Verwendung abgeleiteter Grossen, wie sie z.B. auf Seiten 113-115 von "Physical Properties of Crystals" von , J.F. Nye, erster Verlag 1957 (Oxfort University Press) beschrieben werden.

Bei einer Ausbildung dieser Ausftthrungsform der Erfindung, bei der die beiden genannten axialen Schermassenwellen von der genannten interdigitalen Elektrodenmatrix erzeugt werden, ist die kristallographische Orientation derart, dass die Richtung der Teilchenbewegung für jede genannte axiale Schermassenwelle um mindestens 5° zu der Fortpflanzungsoberfläche akustischer Oberflächenwellen geneigt ist, während der Empfangswandler in der Fortpflanzungsrichtung akustischer Oberflächenwellen in einem derartigen Abstand von dem Sendewandler liegt, dass der Effekt am genannten Empfangswandler der genannten axialen Massenscherwellen, die von dem genannten Sendewandler erzeugt werden, im Vergleich zu dem der gewünschten akustischen Oberflächenwellen vernachlässigbar klein ist. Ein einkristalliner Körper aus Lithiumniobat, Vismutsiliciumoxid oder Wismutgermaniumoxid kann bei dieser Ausführungsform Anwendung finden.

Als Abwandlung oder in Kombination mit der ersten Ausführungsforra der Erfindung können der piezoelektrische Werkstoff und die Orientation in bezug auf

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die Kristallachse dieses Werkstoffs der Fortpflanzungsebene 3C-j^x2 der akustischen Oberflächenwellen und der Fortpflanzungsrichtung X₁ der akustischen Oberflächenwellen manchmal derart gewählt werden, dass die Teilchenbewegung einer der genannten axialen Schermassenwellen nahezu zu der genannten Fortpflanzungsebene akustischer Oberflächenwellen parallel ist und die piezoelektrische Kopplung zwischen der genannten axialen Schermassenwelle und einem interdigitalen Wandler gleich Null ist. In dem Falle, in dem die Teilchenbewegung in der Scherwelle zu der Fortpflanzungsrichtung χ- der akustischen Oberflächenwellen senkrecht ist, was dem Falle äquivalent ist, indem ψ = für die longitudinale Welle ist, ist die Kopplung Null, wenn d-^ und d„^ Null sind« Entsprechende Beziehungen können ftir den Fall abgeleitet werden, in dem die Teilchenbewegung der Scherwelle nicht zu der x..-Richtung senkrecht ist.

Es können Orientationen gefunden werden, für die eine der axialen Schermassenwellen eine zu der Oberfläche x-i^x2 parallele Teilchenbewegung aufweist und die piezoelektrischen Kopplungen zwischen einer interdigitalen Wandlerelektrodenmatrix und der longitudinalen axialen Massenwelle sowie der genannten axialen Schermassenwelle Null sind, so dass solche Wellen weder erzeugt noch empfangen werden. Werkstoffe, für die dies möglich ist,

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umfassen gewisse piezoelektrische Einkristalle der Kristallklassen 23 oder £3 m, wie z.B. Wismutsiliciumoxid und Wismutgermaniumoxid. Der genannte piezoelektrische Werkstoff kann also ein piezoelektrischer kubischer Kristall sein, der derart orientiert ist, dass die Portpflanzungsoberfläche akustischer Oberflächenwellen zu der (l1O)-Gitterebene oder einer kristallographisch äquivalenten Ebene der hier definierten Art parallel ist, während diese Fortpflanzungsrichtung parallel zu der lOOIJ-Richtung oder der entsprechenden äquivalenten Richtung in einer genannten lcristallographisch äquivalenten Ebene orientiert ist. Auf diese Weise ergibt sich aus Symiaetrieerwägungen für einen kubischen Kristall, dass die (HO)-Ebene nicht nur den Gitterebenen (TIO), (1T0) und (TTo), sondern, weil die Kristallachsen. Χ,Υ,Ζ verwechselbar sind, auch den Ebenen (ICH) oder (Oll) und entsprechenden negativen Versetzungen äquivalent ist. Auf ähnliche Weise wird die fooi"l -Richtung in der (IIO)-Ebene entsprechende Aequivalente in den anderen Ebenen auf we is en.

Manchmal kann es günstig sein, eine Orientation zu wählen, für die eine der beiden axialen Schermassenwellen eine Teilchenbewegung parallel zu der Oberfläche X-X^ und eine piezoelektrische Kopplung gleich Null mit einer interdigitalen Wandlerelektrodenmatrix aufweist,

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aber für die longitudinale axiale Massenwelle mit einer verhältnismässig kleinen Amplitude im Vergleich zu der der akustischen Oberflächenwellen erzeugt wird« Dies kann vorteilhaft sein, wenn mit einer solchen Orientation ein verhältnismässig grosser Kopplungsfaktor für die Erzeugung akustischer Oberflächenwellen erhalten wird. Eine solche Orientation wird in einem piezoelektrischen kubischen Kristall erhalten, der derart angeordnet ist, dass die Fortpflanzungsoberfläche akustischer Oberflächenwellen parallel zu der ( 10Q)-GcL fct er ebene oder einer kristallographisch äquivalenten Ebene liegt und die Fortpflanzungsrichtung der akustischen Oberflächenwellen zu der ΓοΤΤΊ- oder Γ 01il-Richtung oder einer entsprechenden äquivalenten Richtung in einer genannten kristallographisch äquivalenten Ebene parallel ist. Aus Symmetrieervägungen bezüglich kubischer Kristalle ergibt sich, dass diese Richtungen in der (100)-Ebene als dem Nachstehenden äquivalent betrachtet werden können:

die £oTi]j- oder {jOITJ-Richtungen in der (Too)Ebene (jOi] fr⁰!] (ΟΙΟ)

£1103 f^°3 (001)

[T10J ' [1T0J (ΟΟΪ).

Wismutsiliciumoxid und Wismutgermaniumoxid bilden geeignete piezoelektrische kubische Kristalle.

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Diese Orientation weist den Vorteil auf, dass die axiale Schermassenwelle, deren Teilchenbewegung zu der Fortpflanzungsoberfläche akustischer Oberflächenwellen parallel ist, und die die niedrigst mögliche Fortpflanzungsgeschwindigkeit der drei möglichen axialen Massenwellen aufweist, und, wenn vorhanden, eine Störung der Amplitude-Frequenz-Kennlinie in einer dem Durchlassband eines Bandpassfilters am nächsten liegenden Zone herbeiführen würde, in der z.B. in einem Farbfernsehzwischenfrequenzfilter eine starke Abschwächung erforderlich ist, mit Sicherheit vermieden wird.

Bei dieser Orientation besteht eine gewisse Kopplung zwischen einer interdigitalen Elektrodenmatrix und der longitudinalen axialen Massenwelle sowie der axialen Schermassenwelle, deren Teilch'enbewegung zu der Fortpflanzungsoberfläche senkrecht ist, aber, obgleich die piezoelektrischen Kopplungsbedingungen und die Konfiguration der interdigitalen Elektrodenmatrix derartig sind, dass eine genannte axiale Schermassenwelle erzeugt werden könnte, würde eine Welle mit einer solchen Teilchenbewegung nahezu nicht imstande sein, sich über eine Bahn neben und parallel zu der Oberfläche fortzupflanzen. Die Welle würde verschwinden und durch passende Wahl des Abstandes zwischen dem Sende- und dem Empfangswandler kann die empfangene Amplitude vernachlässigbar klein

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im Vergleich zu der gewünschten Signalamplitude der akustischen Oberflächenwellen gemacht werden.

Die Orientation bei dieser Ausführungsform der Erfindung ergibt einen piezoelektrischen Kopplungsfaktor (k ) für akustische Oberflächenwellen, der im Falle von Wismutsiliciumoxid z.B. genügend gross im Vergleich zu der Grosse der entsprechenden piezoelektrischen Konstante ist, die das Wandlerfeld mit der longitudinalen axialen Massenwelle koppelt, um die Grosse der unerwünschten Ausgangssignals, das infolge der longitudinalen Massenwelle auftritt, genügend gering zu machen, damit ein befriedigendes Fernsehzwischenfrequenzfilter hergestellt werden kann.

Obgleich akustische Oberflächenwellenanordnungen nach der Erfindung vorteilhaft als Verzögerungsleitungen verwendet werden können, ist es besonders günstig, wenn die Erfindung bei einem akustischen Oberflächenwellenfilter angewandt wird, weil dadurch eine bessere Annäherung der entworfenen Filterkennlinie des akustischen Wellenfilters erhalten 'werden kann.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass, obgleich Streusignale in einem akustischen Oberflächenwellenfilter oder einer Verzögerungsleitung, die infolge

< sich von der Fortpflanzungsoberfläche für akustische

Oberflächenwellen ab bewegender Massenwellen auftreten,

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im allgemeinen durch Absorption und/oder Streuung innerhalb oder an den. Grenzen eines von der Portpf lanzungsober~ fläche verschiedenen Port pflänzling smediunis geschwächt oder beseitigt werden können (siehe z.B, die deutsche Patentänmeldung P 24 40 718.9 der Anmelderin) die bedeutenden Streusignale, die

trotzdem verbleiben, durch longitudinale Massenzellen und Schermassenwellen herbeigeführt werden, (insbesondere wenn die letzteren eine transversale Teilchenbewegung parallel zu der Portpf lanzungsoherflache haben), die in einer Richtung parallel zu der Portpflanzungsachse akustischer Oberfl&chenwellen und neben der Portpf lanzungsoberf lache erzeugt werden, und dass der Effekt dieser axialen Massen-, wellen durch Anwendung eines piezoelektrischen ein— kristallinen Materials verringert oder beseitigt werden kam, in dem eine Portpf lanzungsoberf lache für akustische Oberflächenweilen gebildet werden kann und gebildet wird, für die ä±e Kombination piezoelektrischer ICopplungsfaktoren mit Portpflanzungsbedingungen in der gewählten Portpflanzungsrichtung der akustischen Oberflächenwellen nahezu verhindert, dass Energie von der interdigitalen Sendeelektrodenmatrix auf die entsprechende interdigitale Empfangselektrodenmatrix über die genannte longitudinale und/oder axiale Schermassenwellenkomponente übertragen wird _t die eine- Teilehenbewegung hat_t die in. oäerf.incjglichst

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nahe bei einer lateralen Richtung parallel zu der Fort— pflanzungsoberflache für akustische Ofoerflächenwellen liegt.

Der Effekt der longitudinalen axialen Massenwellenkomponente der StreuwellenstiSrung in der Fortpflanzungsrichtung der akustischen Oberflächenwellen wird dadurch nahezu behoben, dass verhindert wird, dass diese Art Massenwelle erzeugt wird. Die piezoelektrischen Konstanten, d,., die im wesentlichen die Fortpflanzung einer longitudinalen axialen Massenwelle über die Fortpflanzungsbahn für akustische Oberflächenwellen (X₁} bewirkt ι wenn ein interdigitaler Sendewandler verwendet wird und die Teilchenbewegung parallel zu dieser Bahn gerichtet ist, sind die Konstanten d.. .. und d„... Im allgemeinen ergeben jedoch die Art des Kristallgitters und die Orientation der kristallographischen Achsen X,, Y und Z in bezug auf die Fortpflanzungsachsen χ-,χ,,χ« eine Texlehenbeviegung_r die unter einem Winkel ψ zu der X.J-Richtung geneigt ist, was auf die Einwirkung eines elektrischen Feldes mittels der respektiven Konstanten d.,.. und ü„~ zurückzuführen ist.

Um die resultierende TeilcJieiibewegung in der Fortpflanzungsrichtung der akustischen Oberflächenwellen auf KuIl herabzusetzen» wenn der Winkel ψ Null ist, genügt es, ein Material und eine kristallographische

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Orientation in diesem Material, für die d.... und d„- Null sind, für die Fortpflanzungsoberfläche für akustische Oberflächenwellen (X₁X₂) ^zu wählen, ¥ie nachstehend beschrieben wird, gilt diese Bedingung für kubische piezoelektrische Kristalle der Klasse 23, wie Wismutsiliciumoxid und Wismutgermaniumoxid, und für die der Klasse 53 m bei gewissen Symmetrierichtungen, von denen einige gemäss der Erfindung benutzt werden können.

Wenn der Winkel J$ nicht gleich Null ist, entspricht die Bedingung für die Nichterzeugung einer longitudinalen Massenwelle in der Fortpflanzungsrichtung der akustischen Oberflächenwellen dem obengenannten Ausdruck (i)_f und zwar:

d_n + ^d₁₆ tg^ = O

d₃₁ + K₃₆ tg/ =0.

Der Effekt der axialen Schermassenwellenkomponenten der Streuwellenstörung in der Fortpflanzungsrichtung der akustischen Oberflächenwellen wird auf eine von zwei Weisen nahezu beseitigt.

In gewissen piezoelektrischen kristallinen Materialien, wie z,B, den zu den vorgenannten kubischen Klassen gehörigen Materialien, können Orientationen der Fortpflanzungsrichtungen der akustischen Oberflächenwellen in bezug auf die kristallographisehen Achsen gewählt werden, für die die axialen Schermassenwellen, die von

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einem interdigitalen Wandler in einer zu der Fortpflanzungsrichtung akustischen Oberflächenwellen parallelen Richtung geschickt werden können, Teilchenbewegungen aufweisen, die parallel hzvr, senkrecht zu der Fortpflanzungsoberfläche sind, während eine piezoelektrische Kopplung gleich Null zwischen der interdigitalen Elektrodenmatrix und der genannten axialen Schermassenwelle besteht, die eine Teilchenbewegung parallel zu der Fortpflanzungsoberfläche X.X« aufweist und die sich, wenn sie erzeugt werden würde, längs der Fortpflanzungsachse X₁ fortpflanzen würde. Wenn die Teilchenbewegung dieser Scherwelle auch zu der Fortpflanzungsachse X₁ senkrecht ist, (eine Bedingung, die dem Falle äquivalent ist, in dem 0=0 ist) wird dieses Kriterium erfüllt, wenn die piezoelektrischen Konstanten d-,» und d„^ nahezu gleich Null sind. In dem Falle z.B, eines piezoelektrischen kubischen Einkristalls aus den kubischen Klassen 23 und ?3 πι kann eine Orientation gewählt werden, für die die Kopplung mit der longitudinalen ,axialen Massenwelle auch Null ist, wenn die Kopplung mit der genannten axialen Schermassenwelle Null ist.

Manchmal ist es aber möglich, eine Orientation zu finden, für die die piezoelektrische Kopplung zwischen einer interdigitalen Elektrodenmatrix und der axialen Schermassenwelle mit einer zu der Oberfläche X₁X₂ parallelen

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Teilchenbewegung effektiv gleich Null ist, aber für die eine gewisse Kopplung zwischen der interdigitalen Elektrodenmatrix und der longitudinalen axialen Massenwelle besteht, und wenn eine solche Orientation auch einen verhältnismässig grossen piezoelektrischen Kopplungsfaktor zwischen der interdigitalen Elektrodenmatrix und dem piezoelektrischen Körper in bezug auf akustische Oberflächenwellen liefert, wie bei z.B. Vismutsiliciumoxid, kann diese in einem Zwischenfrequenzfxlter der vorgenannten Art vorteilhaft verwendet werden.

Auch kann, wenn Orientationen vorhanden sind, für die die Konstanten d.... und d„.. Null sind, wenn jg = O, oder der Gleichung (i) entsprechen, wenn yj φ 0, aber die entsprechenden piezoelektrischen Kopplungen mit den axialen Scherraassenwellen nicht Null sind, eine Orientation der Fortpflanzungsoberfläche akustischer OberflächenweIlen x.x« gewählt werden, die derartig ist, dass die axialen Schermassenwellen, obgleich sie von der interdigitalen Elektrodenmatrix in Richtung der Fortpflanzungsachse x- der akustischen Oberflächenwellen erzeugt werden, sich, trotzdem nahezu nicht in einer zu der Oberfläche x-x„ parallelen Richtung fortpflanzen können. Diese Situation tritt, wie oben erwähnt, auf, wenn jede der axialen Scherraassenwellen eine bedeutende Bewegungskoraponente senkrecht zu der Oberfläche aufweist. Die

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Grenzbedingungen an der Oberfläche sind dann derartig, dass jede Welle bei zunehmendem Abstand von dem Sendewandler leicht in Amplitude abnimmt.

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher be-schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine AusfUhrungsform, bei der ein akustisches Oberflächenwellenfilter, bei dem Rayleighwellen verwendet werden, aus Vismutsilicium hergestellt wird;

Fig." 2 einen schematischen Längsschnitt durch ein Detail der Fig. 1 zur Veranschaulichung der Fortpflanzung von Massenwellen,

Fig. 3 eine Reihe von Diagrammen zur Veranschaulichung der Kristallorientation bei Anwendung von Lithiumniobat;

Fig, 4a und B graphische Darstellungen der Werte von "% , w und cf» für Nullerzeugung longitudinaler Massenwellen gemäss χ-,

Fig. 5A und B graphische Darstellungen der Aenderung von" *Υ\ C und k als Funktion von ©",

Fig. 6 die Fortpflanzung einer Schermassenwelle in einem akustischen Oberflächenwellenfilter unter Verwendung eines Einkristalls aus Lithiumniobat nach der Erfindung;

.Fig, 7 perspektivisch ein akustisches Oberflächenwellenfilter nach einer Weiterbildung der Erfindung;

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Fig, 8 einen Längsschnitt durch ein Detail der Fig. 7, und ·

Fig. 9 eine graphische Darstellung der Durchlässigkeit als Funktion der Frequenz in bezug auf das Filter nach Fig. 7.

Ein akustisches Oberflächenwellenfilter nach der Erfindung wird dadurch hergestellt, dass ein Einkristall aus z.B. Vismutsiliciumoxid unter Verwendung üblicher Kristallwachstumstechniken gewachsen wird. Der Kristall wird dann, mit Hilfe von Röntgenbeugungstechniken geprüft, um die Orientation der kristallographischen Achsen in bezug auf eine Bezugsfläche des Kristalls zu bestimmen. Dann wird der Kristall parallel zu einer (i1O)-Ebene in eine Anzahl Scheiben geschnitten.

Jede Scheibe wird dann einem üblichen Polier- und Reinigungsvorgang unterworfen und es wird durch eine photolithographische Technik eine Matrix von Paaren interdigitaler Elektrodenlconfigurationen aufgebracht, die derart orientiert sind, dass die Fortpflanzungsbahn der akustischen Oberflächenwellen von jedem Sendewandler zu dem entsprechenden Empfangswandler des Paares' parallel zu einer Zonenachse gerichtet ist, die durch das Zonensymbol £001Jdefiniert ist. Die Scheibe wird dann in Teile unterteilt, die je einen Sendwewandler und einen entsprechenden Empfangswandler enthalten, so dass ein

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akustisches OberflächenwellenfiIterelement gebildet wird, das in Fig. 1 dargestellt ist, in der der Wismutsiliciumoxidkörper mit 1 bezeichnet ist und die Bezugsziffern 2 und 3 die Sende- bzw. Empfangswandler bezeichnen.

Der Frequenzbereich der Wandler 2 und 3 wird durch Faktoren, wie den Abstand zwischen benachbarten Elektroden, die gegenseitige Ueberlappung benachbarter Elektroden entgegengesetzter Polarität und die Breite der Elektroden, bestimmt, wie dem Fachmann bekannt ist. Da der interdigitale Wandler normalerweise zwei akustische Oberflächenwellen hervorruft, die sich in entgegengesetzten Richtungen bewegen, ist es erwünscht, akustisches absorbierendes Material h_t5 an jedem Ende der Anordnung anzubringen. Stattdessen oder vorzugsweise können ausserdem die Enden schräg geschnitten werden, derart, dass sie sich nicht senkrecht zu der Fortpflanzungsrichtung der akustischen Oberflächenwellen erstrecken, wobei reflektierte Wellen von diesen Enden derart gerichtet und gestreut werden, dass sie nahezu keinen Effekt in dem Ausgangssignal des Empfangswandlers herbeiführen. Die untere Fläche der Anordnung wird derart behandelt, dass Massenwellen gestreut und geschwächt werden, die von dem Sendewandler auf diese Fläche gerichtet werden, Beispiele derartiger Behandlungen sind u.a. die Bildung

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von Aussparungen 10 in der unteren Fläche 12 zur Streuung der Massenwellen (siehe die gleichzeitig von Anmelderin eingereichte britische Patentanmeldung 4ΐ4?9/73 (PHB. 32365,')) und die Anbringung eines akustischen schwächenden Mediums auf der unteren Fläche 12 nach. Fig. 2.

Elektrische Verbindungen werden zwischen den Elektroden und äusseren Anschluss- und Stützstiften auf übliche I/eise hergestellt und die Anordnung wird durch geeignete Einkapselung geschützt, wobei daran gedacht werden muss, dass die Fortpflanzungsoberfläche akustischer Oberflächeiiwellen, auf der sieh die Wandler befinden, und die Portpflänzungsbahn der akustischen Oberflächenwellen zwischen diesen Wandlern nicht mit irgendeinem Werkstoff in Kontakt sein sollen, der leicht die gewünschte Fortpflanzung von Oberflächenwellen schwächen oder abändern kann.

Die anfängliche Auswahl von Wismutsiliciumoxid als geeigneter kristalliner Werkstoff zur Anwendung in einer Ausführungsform der Erfindung fand auf folgende Weise statt.' Eine Rechenanlage wurde dazu programmiert, die piezoelektrischen Konstanten d, . bezüglich elektrischer Polarisation als Funktion von mechanischer Spannung (abgeleitete GreJssen nach Nye an der vorgenannten Literaturstelle)» wobei i = 1,2,3 und j = 1,2,3 _tk_t 5,6,für einen beliebigen orthogonalen Satz von Achsen X₁,X₂₁X,, ist,

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aus verschiedenen gemessenen Parametern von Wismutsiliciumoxid zu berechnen. Die Berechnung wurde für verschiedene Orientationen des Satzes von Achsen x.. _fx₂,x_ in bezug auf die kristallographischen Achsen X, Y und Z durchgeführt, bis eine Orientation gefunden wurde, für die d, , d.., gleichzeitig nahezu gleich Null waren, wobei

jedoch andere piezoelektrische Konstanten, die zum Aussenden, und Empfangen einer akustischen Oberflächenwelle in der"x--Richtung und der ^x*^x ₂-Ebene mittels einer interdigitalen Elektrodenmatrix erforderlich sind, eine genügende Grosse aufweisen.

Aus diesem Vorgang ergibt sich, dass die Fortpflanzungsoberflache akustischer Oberflächenwellen parallel zu der (110)-Gitterebene des Kristalls orientiert werden soll, um dieses Kriterium zu erfüllen. Da Wismutsiliciumoxid ein kubischer Kristall ist, ergibt sich aus Symmetrieerwägungen, dass dies auch den (TiO)-_f (iTo)- und (TTo)-Ebenen äquivalent ist» Ausserdera kann, weil in dem kubischen Kristall die (orthogonalen) Kristallachsen X,Y,Z verwechselbar sind, die Fortpflanzungsoberfläche auch parallel zu der (1Ot)- oder der (011)-Ebene und den vorgenannten Versetzungen derselben, wie (lot), (O11), angeordnet werden« ¥enn somit eine interdigitale Elektradenmatrix auf der Oberfläche parallel zu der (110)-Ebene gebildet wird, derart, dass eine akustische Oberflächenwelle

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sich in der £ OO i"j -Richtung bewegt, wird eine Rayleighwelle sich fortpflanzen.

Ein anderer kristalliner Werkstoff aus derselben Klasse 23 kubischer Kristalle wie Wismutsiliciumoxid ist Wismutgermaniumoxid, für das dieselben Orientationen zutreffen. Tatsächlich kann mit jedem genügend piezoelektrisch aktiven kristallinen Werkstoff aus der kubischen Klasse 23 oder 53- m das gleiche Ergebnis bei Orientation in den vorgenannten Richtungen erzielt werden.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung Airerden ein einkristallines Material und eine Orientation gewählt, für die, wie oben, der Kopplungskoeffizient zwischen der interdigitalen Wandlermatrix und der longitudinalen sich gemäss x- bewegenden Massenwelle Null ist, wobei jedoch entweder keine genannte Orientation besteht, für die eine entsprechende Kopplung gleich Null für eine sich gemäss X₁ bewegende Schermassenwelle mit einer Teilchenbewegung parallel zu der Fortpflanzungsoberfläche X-j^x2 vorhanden ist, wie z.B. bei Lithiuraniobat, oder, obgleich eine solche Orientation besteht, mit der eine Kopplung gleich Null mit der Schermassenwelle erhalten wird, es aus anderen-Grunden erwünscht ist, eine andere genannte Orientation zu verwenden, was im

Falle von Wismutsiliciumoxid oder Wismutgermaniumoxid der Fall sein kann,

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Ein Beispiel dieser Ausführungsform der Erfindung, das aus einem akustischen Oberflächenwellenfilter besteht, in dem ein einkristalliner Körper aus Lithiumniobat verwendet wird, wird nun an Hand der Fig. 3» ^» 5 und 6 beschrieben.

Ein Einkristall aus Lithiumniobat wird in einem polarisierenden Feld mit Hilfe üblicher Kristallwachstumstechniken gewachsen. Der Einkristall wird dann einer Röntgenbeugungsanalyse unterworfen, um die Orientation einer Bezugsfläche auf dem Kristall in bezug auf die normalen kristallographischen Achsen X,Y,Z zu bestimmen, gleich wie in der ersten Ausführungsform. Der Kristall wird dann längs einer Ebene unterteilt, deren Orientation in bezug auf die kristallographischen Achsen die nachstehend zu beschreibende Orientation ist, so dass eine Anzahl Scheiben gebildet wird, Auf die für die erste Ausführungsform beschriebene Weise werden Paare interdigitaler Elektrodenkonfigurationen auf einer Oberfläche jeder Scheibe nach einem Matrixniuster gebildet, so dass sich die Fortpflanzungsbahn der akustischen Oberflächenwellen für jedes Paar parallel zu der nachstehend zu beschreibenden X₁-Richtung erstreckt, VIe in der ersten Ausführungsform wird die Scheibe in Teile geschnitten, die je eine Sende- und eine Einpfangselektrodenmatrix enthalten, und dann derart behandelt, dass unerwünschte

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Störungen von akustischen Wellen und Massenwellen möglichst gestreut oder geschwächt werden, wonach sie auf* die für die erste Ausführungsform beschriebene Weise eingekapselt wird.

Die Orientation der Fortpflanzungsebene für akustische Oberflächenwellen X₁Xp und der Fortpflanzungs richtung X₁ in bezug auf die kristallographischen Achsen X,Y,Z wird wieder aus gemessenen kristallographischen Parametern mit Hilfe eines geeigneten Programms einer Rechenanlage ermittelt. In diesem Falle wird zunächst ein Bereich von Orientationen bestimmt, für die

= O,

was das Kriterium für die Nichterzeugung oder Detektion longitudinaler axialer Massenwellen, ist, die sich direkt von dem Sendewandler zu dem Empfangswandler in einer Richtung x- parallel zu der Fortpflanzungsoberfläche bewegen.

Innerhalb des vorerwähnten Bereiches werden die respektiven zwischen der Fortpflanzungsoberfläche X₁X₂ und der transversalen Teilchenbewegung jeder axialen sich in der Richtung x- bewegenden Schermassenwelle eingeschlossenen Winkel sowie die gegenseitigen Geschwindigkeiten dieser Wellen berechnet. Eine .Orientation wird dann aus jenem Teil des Bereiches ausgewählt, für den die

509816/0862 .

Teilchenbewegung jeder der axialen Schermassenwellen unter mindestens 5° zu der Portpflanzungsoberfläche geneigt ist und die Geschwindigkeiten verschieden sind und der ausserdem einen befriedigenden Kopplungsgrad zwischen einer interdigitalen Elektrodenmatrix zum Aussenden oder Empfangen einer akustischen Oberflächenwelle in der Richtung X₁ und dem piezoelektrischen aus dem Einkristall gebildeten Körper gestattet. Im Einklang mit den üblichen Berechnungstechniken werden diskrete getrennte Werte innerhalb des Bereiches berechnet, aber die Kontinuität der bestimmenden funktioneilen Beziehung wird gemäss üblichen methematischen Verfahren geprüft, um anzugeben, wo Interpolationsverfahreri verwendet v/erden können, um eine zwischen zwei berechneten Werten liegende Orientation zu erreichen, wenn dies erwünscht ist. Die erreichte Orientation der Richtungen X₁ und x„ in bezug auf die Kristallachsen wird dann dazu verwendet, die Richtung der Schnittfläche des Kristalls bei dem vorgenannten Unterteilungsvorgang einzustellen und die Orientation der angebrachten interdigitalen Elektrodenmatrizen in bezug auf die so erhaltene Scheibe zu bestimmen.

Zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen dem orthogonalen Satz von Bezugsachsen x_1fx₂,x„, die die Fortpflanzungsrichtung X₁ der akustischen Oberflächen-

509316/0862

wellen und die Oberfläche X₁^₂ ^dei%i^n:i-^erenf kristallographischen Achsen X,Y,Z des Lithiumniobatkristalls wird nun auf Fig. 3 verwiesen. In der nachstehenden Beschreibung werden die positiven Richtungen der kristallographischen Achsen X,Y,Z derart definiert, dass, wenn der Kristall einer Verlängerung längs respektiver Achsen unterworfen wird, eine positive Ladung an einer Kristallflache erscheint, die nach aussen in der positiven Richtung dieser Achse gerichtet ist.

Die Orientation des Satzes von Bezugsachsen

X₁₁X₂₁X,. in bezug .auf die kristallographischen Achsen X,Y.Z, die im Falle von Lithiumniobat ebenfalls orthogonal sind, wird in Form von drei Winkelverschiebungen · j ⁰^ und ^" definiert, denen der Satz von Bezugsachsen reihenmäss'ig unterworfen wird, wobei von einen Anfangszustand ausgegangen wird, in dem die Achsen X₁₁X₂₁Xo parallel zu den entsprechenden kristallographischen Achsen X,Y bzw. Z angeordnet werden, wie in dem Diagramm A der Fig. 3 dargestellt ist. In der nachstehenden Beschreibung-wird ein gemeinsamer Ursprung für die Achsen X,Y₁Z und Χ,,,χ,,,χ,, angenommen, obgleich die Diagramme der Deutlichkeit halber voneinander getrennt sind.

Die erste WinkelverSchiebung der Achsen χ.,χ,,χ« zu den Lagen xj , χ' , xl vollzieht sich um die kristallographische Achse Z um einen Winkel ~f", wobei eine

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positive Winke!verschiebung in der Uhrzeigerrichtung erfolgt, in einer positiven Richtung längs der Achse Z gesehen. Dies ist im Diagramm A der Fig. 3 durch die Achsen xi und x' dargestellt.

Im Diagramm B ist das Achsensystem durch eine entgegengesetzt punlctiert dargestellte Rotation, gleich Y um die Achse Z, transformiert, um die Bezugsachsen x..,x₂, in ihre Anfangsorientation zurückzuführen, wobei die transformierte Orientation der Kristallachsen X,Y,Z mit den vollen Linien im linken Diagramm dargestellt ist. Die zweite Winkelverschiebung &· vollzieht sich um eine neue Achse Y, die zu der Richtung der Achse x_ parallel ist, nach der ersten Winkelverschiebung und sie wird durch Y' im Diagramm B dargestellt. Diese WinkelverSchiebung wird auch als positiv in der Uhrzeigerrichtung betrachtet, längs der Achse Y' gesehen, und ihr Effekt auf die Bezugsachsen wird durch die Achsen xL¹ und xj! dargestellt.

Im Diagramm C sind die Bezugsachsen in ihre Anfangsorientation dadurch zurückgeführt, dass eine umgekehrte Winkelverschiebung dO (punlctiert dargestellt) um die Achse Y¹ durchgeführt ist. Die dritte Winkelverschiebung "# vollzieht sich dann um eine neue Achse X, die zu der Achse x- parallel ist, nach der zweiten Winkelverschiebung und sie ist durch X¹ im Diagramm C

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dargestellt. Im vorliegenden Beispiel wird die positive Richtung dieser Verschiebung als der Uhrzeigerrichtung entgegengesetzt betrachtet, längs der Achse X¹ gesehen.

Nach Beendigung der dritten Winke!verschiebung ν werden die gewünschte- Fortpflanzungsoberfläche X₁X₂ akustischer Oberflächenwellen und die Fortpflanzungsrichtung χ- in bezug auf den Kristallkörper entsprechend den Winkelverschiebungsparametern y_t ÖL·, ö orientiert, was nach einer entsprechenden umgekehrten Winkelverschiebung "# der Kristallachsen X₁Y,Z um die Achse X', im Diagramm D dargestellt ist. Es wird jedoch betont, dass das System den Winkelverschiebungen in der beschriebenen Reihenordnung unterworfen werden muss«

Die Reihe von Orientationen, für die nahezu keine Kopplung zwischen einem interdigitalen Sende- oder Empfangswandler und einer longitudinalen axialen sich gemäss x- bewegenden Massenwelle besteht, ist für Lithiumniobat für jeden einer geeigneten Reihe von Werten des Winkels Ό berechnet und die entsprechenden Werte von ' und C^ sind nachstehend in Tabellenform aufgeführt. Für eine vollständige Uebersicht aller möglichen Orientationen muss der Gesamtbereich von O - 360° für jeden der Winkel Ti cb und θ bestrichen werdenj aus Kristallsymmetriegründen ergibt sich aber eine zyklische Wiederholung mit Intervallen von 120° in der Rotation T um die Achse Z, eine Achse

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dreifacher Symmetrie, und die endgültige Rotation ^^-, die derartig ist, dass die' x^.-Ebene um die Richtung χ gedreht wird, weist eine Wiederholung mit Intervallen von 180° auf, weil gegenüberliegende Oberflächen der Ebene 3C-j^xo einander äquivalent sein werden.

Der geometrische Ort der Nullrichtung für die Erregung longitudinaler axialer Massenwellen durch einen interdigitalen Wandler wird in Fig, kA als ein zweidimensionales Diagramm von Ύ und &~ mit dem Winkel ⁰^senkrecht zu der Zeichnun'gsebene dargestellt. Ein Zyklus des Musters ist in Fig. kB dargestellt und es sei bemerkt, dass einer der Orte einer Bahn folgt, die 180° in O^ über dem anderen liest. Dies ist wieder das Ergebnis der Umkehr der x-j^x ₂~ Ebene, in diesem Falle um eine neue Achse Y.

Die nachstehenden Tabellen I, II, III und IV beziehen sich auf die entsprechenden Zweige I, II, III bzw. IV in Fig. kB, In jeder der Tabellen soll' die mittlere Spalte in Vereinigung mit entweder den beiden ersten oder den beiden letzten Spalten gelesen werden, weil sich die Werte vonc£> Bit komplementären Werten von ^" und T um die Mitte des betreffenden Bereiches wiederholen.

Tabelle

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TABELLE I

Erster Zweig, für den sich "T von O⁰ zu 60° und sich pL um den Wert von Ί64⁰ ändert.

O	—	Zweiter	■	41	-	( = 180- *tf	180	20
2.5	18.401	w um den Wert	165.726	38	.599	-	177.5
3.0	21.855		164.419	34	.145	78.401	177.Ο
5.0	' 25.463	-	163.597	32	.537	81.855	175.0
10.0	27.385	101.599	163.437	31	.615	85.463	170.0	.5
30.0	28.777	98.145	163.609	30	.223	87.385	15Ο.Ο	.0
60.0	29.471	94.537	163.810		.529	88.777	120.0	.0
90.0	30.000	92.615	163.936			89.471		.0
TABELI	X II	91.223					.0
	90.529		Zweig, für den sich T von	60° zu 1:	.0
sich c	90.000	von 196° ändert.
θ		1) e
O		180
2.5	194.274	177
3.0	195.581	177
5.0	196.403	175
10.0	196.563	170
30.0	196.391	150
60.0	196.191	120
. 90.0	196.066

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TABELLE III

Dritter Zweig, für den sich Y von O⁰ zu 60° und sich ^ um den Wert von 344° ändert.

TT₁) <* /(=60-^) ο

O	41.599	• —	—	180.0
2.5	38.145	345.726	18.401	177.5
3.0	34.537	344.419	21.855	Ϊ77.Ο
5.0	32.615	343.597	25.463	175.0
10.0	31.223	343.437	27.385	17O.O
30.0	30.529	343.609	28.777	150.0
60.0	30.000	343.810	29.471	120.0
90.0	IV	343.936
TADELLE

Vierter Zweig, für den sich Y von 60° zu 120' und sich et/ um den Wert von 16° ändert.

O ^C-Tf₁) OÜ Y («180- X₁) O

O - - - 180.0

2.5 78.401 14.274 101.599 177.5

3.0 81.855 15.581 98.145 177.0

5.0 85.463 16.403 9^.537 175.0

10.0 87.385 16.563 92.615 170.0

30.0 88.777 16.391 91.223 150.0

60.0 89.471 16.191 90.529 120.0

90.0 90.000 16.066

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Die in den Tabellen aufgeführten Werte beziehen sich auf verschiedene diskrete Werte von Θ, die Punkte darstellen, die auf den ununterbrochenen Linien indem Raum τ , ei/ , θ ' nach Fig, h liegen, wobei jeder auf einer dieser Linien liegende Punkt die Bedingung für eine Kopplung gleich Null zwischen einem interdigitalen Wandler und der longitudinalen sich gemäss x- bewegenden Massenwelle liefert.

Eine Berechnung wurde dann durchgeführt, um die Werte für die Kopplung zwischen der interdigitalen Sendeelektrodenmatrix und den axialen von dieser in der X₁-ßichtung ausgesandten Schermassenwelle zu bestimmen. Dadurch wurden Paktoren, wie der Winkel zwischen der transversalen Teilchenbewegung jeder der axialen Scher» massenwellen und der Oberfläche X₁X₂, der Kopplungs-

2
faktor k zwischen der interdigitalen Elektrodenmatrix und der gewünschten akustischen Oberflachenwelle, sowie die Oberflächenwellengeschwindigkeit bestimmt« Die nachstehende Tabelle V gibt die entsprochenden Werte über den Bereich an, der von dem ersten in der Tabelle I gegebenen und in Pig. ^B gezeigten Zweig bestrichen wird.

Tabelle:

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	TABELLE Ύ	0	Oberflächen- wellenge- schwindigkeit 3.75306	k2 O	Langsame Ober flächenwelle Polarisations winkel zu der Oberfläche in °
O	.0	2.5	3.79848	0.0028
18.401	. 165.726	3	3.78819	0.0014	-
21.855	164.419	5	3.76990	0.0003	-
25.463	163.597	10	3.76377	0.0011	-
27.385	163.437	30	3.72116	0.0261	28.0
28.777	163.609 "	45	3.67352	0.0332	43.6
29.165	163.731	60	3.64458	0.0356	59.2
29.471	163.810	75	3.63082	0.0360	74.5
29.726	163.915	90	3.62629	0.03595	90.0
30.000	163.936

Aehnliche Sätze von Werten können für die anderen Zweige der Kurven nach Fig. 4b und somit für den ganzen Bereich von Orientationen nach Fig. 4A berechnet werden. Pig. 5A ist eine graphische Darstellung der Aenderung des Winkels ( %", £ ), den die transversale Teilchenbewegung jeder der axialen Schermassenwellen mit der Oberfläche x-j^xo ©inschliesst. Die langsamen und die schnellen axialen Schermassenwellen weisen Teilchenbewegungen aufι die nahezu senkrecht zueinander sind, während die Werte für die langsame axiale Schermassenwelle extrapoliert sind, um die Aenderung derselben in

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dem Bereich ^ = Q- 30° anzugeben. Die Aenderung des

2
Kopplungsfaktor k der akustischen Oberflächenwellen über den Bereich ist in Fig. 5B dargestellt_s aus der ersichtlich ist, dass die akustische Oberflächenwelle auf befriedigende Weise über den Bereich von "^ von etwa 30° zu 90° gekoppelt ist, obgleich jeder Wert oberhalb etwa 0,02 in gewissen Umständen als vorteilhaft betrachtet werden kann. Aus Fig. 5A geht hervor,· dass die langsame axiale Schermassenwelle eine durch die Kurve 61 dargestellte Teilchenbewegung aufweist, die zu der Fortpflanzungsoberflache X-j^x2 parallel ist, wenn V = 90° ist, so dass für diesen Wert von ^"die langsame Scherwelle sich parallel zu der Fortpflanzungsoberfläche in der Richtung x- bewegen und eine entsprechende interdigitale Wandlermatrix erreichen wird, die sich in ihrer Bahn befindet und die akustische Oberflächenwellen empfangen kann," welche Situation in einer akustischen Oberflächenwellenanordnung unerwünscht ist.

Zur Herstellung der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung wird daher eine Orientation der Ebene X₁^, in bezug auf die Kristallachsen Χ,Υ,Ζ aus den Werten von Y , <λ/ , θ gewählt, die auf jeder der Kurven nach Fig. JfA liegen, für die die Winkel "i , £ zwischen den Teilchenbewegungen jeder der respektiven axialen Schermassenwellen und der Fortpflanzungsoberfläche

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J₂ höher als etwa 5° sind, während der Kopplungs-

2
faktor k für die akustische Oberflächenwelle grosser als 0,02 ist.

Fig. 6 ist ein perspektivisches Schaltbild eines Teiles eines akustischen Oberflächenwellenfilters nach der vorliegenden Ausführungsform, in dem ein Körper kl auf die obenbeschriebene Weise aus einer Scheibe aus einem Lithiumniobateinkristall durch Unterteilung parallel *' zu der Ebene x.x„ hergestellt wird, deren Orientation in bezug auf die Achsen X₁Y,Z des Einkristalls in den den obengenannten Bedingungen entsprechenden Bereichen liegt, wie an Hand der Pig. h und 5 beschrieben ist. Eine interdigitale Sendewandlermatrix hZ sendet eine akustische Oberflächenwelle in der Richtung h$ zu einem entsprechenden Empfangswandler ^3 und auch in der entgegengesetzten Richtung aus, obgleich die letztere Welle gestreut un.d/oder geschwächt wird, dadurch, dass entweder das Ende der Scheibe unter einem Winkel von etwa 70° geschnitten und/oder dass ein Oberflächenwellen absorbierendes Medium auf den Enden der Scheibe angebracht wird. Pig» 6 veranschaulicht die Portpflanzung axialer Schermassenwellen S- Sp, die auch von der Matrix kZ erzeugt werden* In einem Frequenzbereich entsprechend der Fortpflanzungsgeschwindigkeit der betreffenden Schermassenwelle und der räumlichen Periodizität der Wandlermatrix wird

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eine axiale SchermassenwelIe in einer zu der Richtung k$ parallelen Richtung erzeugt. Die langsamen sowie die schnellen axialen Schermassenwellen weisen Geschwindigkeiten auf, die etwas grosser als die Geschwindigkeit der akustischen Oberflächenwellen sind, wodurch die Frequenzen, bei denen die betreffenden Scherwellen parallel zu der Oberfläche gerichtet werden, oberhalb des Durchlassbandes des akustischen Oberflächenwellenfilters liegen, aber in einem Bereich, in dem für viele Zwecke eine starke Schwächung erforderlich ist.

Die axialen Schermassenwellen S- S₂ weisen transversale Teilchenbewegtingen auf, die unter Winkeln Y bzw. t zu der Portpflanzungsoberfläche akustischer Oberflächenwellen (x-x₂) geneigt, welche Oberfläche mit hk bezeichnet ist, Wenn der Winkel zwischen der Teilchenbewegung einer Schermassenwelle und der Oberfläche nicht gleich Null ist, kann sich die Scherwolle nicht unter der Oberfläche fortpflanzen und sie verschwindet, wobei sie bei zunehmendem Abstand von der Matrix hZ abnimmt. Da jedoch die Teilchenbewegungen der beiden axialen Schermassenwellen nahezu zueinander senkrecht sind, ist, wenn die Teilchenbewegung einer Welle zu der Oberfläche senkrecht ist, die der anderen axialen Schermassenwelle zu. der Oberfläche parallel und somit ungeschwächt, vras ein maximales unerwünschtes Ausgangssignal^v des Empfangs-

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wandlers 43 zur Folge hat. Vorausgesetzt, dass Y und £ grosser-als"etwa 5° sind, wird die entsprechende axiale Schermassenwelle in derartigem Masse verschwinden, dass ein geeigneter Abstand zwischen den Wandlern hZ und 43 erhalten werden kann, um eine geeignete Schwächung des unerwünschten Aus gang's Signa Is zu gestatten. Vorzugsweise liegen t und £ beide in dem Bereich von 30° - 60°, Die Geschwindigkeiten der axialen Schermassenwellen S- und Sp müssen jedoch verschieden sein; sonst könnte eine resultierende Teilchenbewegung parallel zu der Oberfläche auftreten und würde sich eine entsprechende Massenwellenstörung parallel zu der Oberfläche fortpflanzen und den Empfangewandler 43 erreichen.

Aus Fig, 4 ist ersichtlich, dass über einen Bereich von Werten von nahezu 30° ■C ΦΟ50⁰ und über den entsprechenden Bereich von 210°<€> <330° die Werte von Y und <*· sich um nur einen geringen Betrag ändern, Z.B. ändert sich V in einem Zweig um den Wert 270° um £.1,2° und ändert sich d* um den Wert 343,9° um £ 0.3°, und dieser Teil der Kurve kann durch Y = 270* und Λ =344° annähernd erreicht werden, wobei sich θ" von 30°—^ 150° ändert« Unter Verwendung dieses Zweiges kann die gewünschte Kristallschnittfläche, die die Fortpflanzungsoberfläche ^x^^xg akustischer Oberflächenwellen bildet, als um die x--Richtung, die durch T =30° und <h = 344° definiert wird,

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drehbar betrachtet werden und diese Richtung liegt in der X-Ebene und wird über 16° von der -Y-Achse zu der Z-Achse gedreht. Die variierenden Orientationen, die den zulässigen Werten von ^ von 30°—>&5° und 95°—^150° entsprechen, sind also verdrehte X-Schnittflachen um die genannte Richtung, mit anderen Worten eine birnenförmige Reihe 'von Schnittflächen. Da es drei X^-Richtungen mit Intervallen von 120° um die Z-Achse gibt, können sie je für diesen Zweck benutzt werden.

Bei der Herstellung der vorliegenden Ausftihrungsform wird also der Kristall zunächst derart geschnitten, dass eine X-Ebene mit einem Bezugsrand gemäss der Richtung Y = 270°, </, = 3hh° gebildet wird. Der Kristall wird dann um den Bezugsrand gedreht,· um die Oberfläche mit dem gewünschten Wert von O innerhalb des genannten Bereiches zu unterteilen, wobei dafür gesorgt wird, dass der Bezugsrand in der X-Ebene liegt und durch den Punkt & = 90° auf der Kurve in Fig. k dargestellt ist. Dies bedeutet, dass die Richtung der Rotation um den Bezugs* rand unwesentlich ist, weil die piezoelektrischen Eigenschaften um θ = 90° symmetrisch sind*

Die untere Fläche der Scheibe muss auf die in der ersten AusfUhrungsform beschriebene Weise derart behandelt werden, dass Massenwellen effektiv gestreut und/oder absorbiert werden und dass verhindert wird, dass

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- hh -

diese Wellen durch Reflexion an der unteren Fläche der Scheibe von einem Wandler auf den anderen übertragen werden. Eine geeignete Anordnung ist in der deutschen Patentanmeldung P 24 40 718.9 der Anmelderin . beschrieben, gemäss der eine Vielzahl von Aussparungen über die grosse Fläche ^8 der Scheibe verteilt sind, die nicht die Fortpflanzungsoberfläche akustischer Oberflächenwellen bildet.

Eine Weiterbildung der Erfindung wird nun an Kand der Fig, 7» 8 und 9 beschrieben, von denen Fig. 7 und 8 perspektivisch und teilweise im Längsschnitt ein akustisches Oberflächenwellenfernsehzwischenfrequenzfilter für eine Zwischenfrequenz von 37 MHz zeigen. Eine Scheibe 71 wird aus einem Einkristall aus einem geeigneten piezoelektrischen kubischen Kristall, in diesem Beispiel Wisinutsiliciumoxid (Bi₁₂SiOp₀) geschnitten, derart, dass eine Fortpflanzungsoberflache 7"2 akustischer Oberflächenwellen, die eine der grosse Flächen der Scheiben enthält, parallel zu der kristallographisehen (100)-Ebene des Einkristalls orientiert ist. Um dies, zu erreichen, werden die kristallographischen Achsen des Einkristalls auf bekannte Weise unter Verwendung von Röntgenstrahlungsbeugung bestimmt, wobei nach Unterteilung Sende« und Empfangswandler interdigitaler Struktur 74,75 auf der Oberfläche 72, vorteilhafterweise aus einer Goldschicht,

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ζ,B. unter Anwendung photοlithographischer Techniken, gebildet werden, so dass sich die Fortpflanzungsrichtung akustischer Oberflächenwellen für eine von dem ¥andler ^h ausgesandte und von dem ¥andler 75 empfangene akustische Oberflächenwelle längs der Zonenachse £oiiloder in der entgegengesetzten Richtung jjOTTJ erstreckt. Bei der normalen Herstellung wird ein Matrixmuster von Wandler« paaren 7^,75 auf einer Scheibe mit der genannten Orientation gebildet, welche Scheibe dann in einzelne Scheiben unterteilt wird.

Die Form, der gegenseitige Abstand und die

Bewertung der Elektroden J6 der interdigitalen ¥andler 7**· und 75 werden auf übliche Weise derart gewählt, dass das gewünschte Durchlassband für das Filter erhalten wird. Zur Vereinfachung des Entwurfvorgangs wird den Elektroden eines der Wandler, und zwar 7^» eine gleichmässige Länge und Breite gegeben, wobei die Bewertung auf die Elektroden des Wandlers 75 beschränkt wird«, Blindelektrodenteile 77 werden angeordnet, um den Raum zwischen benachbarten an die gleiche Klemme angeschlossenen Elektrodenelementen zu füllen, wobei das zwischengefUgte Elektrodenelement verkürzt ist, um die Geschwindigkeit der akustischen Oberflächenwellen über der Matrix konstant zu halten und so zu vermeiden, dass unerwünschte Verzerrung des Bündels auftritt. Die Enden 78 der Scheibe 71 werden

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unter einem Winkel von nahezu 70° zu der Fortpflanzungsrichtung akustischer Oberflächenwellen geschnitten, um das unerwünschte von dem Wandler 7^ ausgestrahlte Bündel von dem Wandler 75 ab und das von dein Wandler 75 ausgestrahlte Bündel von dem Wandler 7h ^ab zu zerstreuen, wobei akustisches absorbierendes Material 79 ^auf den Enden 78 der Scheiben angebracht wird.

Die andere grosse Fläche 80 der Scheibe wird derart behandelt, dass die von den Wandlern 7^,75 darauf gerichteten Mas'senwellenstörungen effektiv absorbiert und/oder gestreut werden und den anderen Wandler nicht erreichen, so dass das Auftreten eines unerwünschten Ausgangssignals vermieden wird. Ein Verfahren zur Behandlung besteht darinj dass eine Vielzahl diskreter Aussparungen in der unteren Fläche gebildet v/erden, die sich bis zu innerhalb einiger Wellenlängen akustischer Oberflächenwellen von der Fortpflanzungsrichtung 72 erstrecken, wie in der deutschen Patentanmeldung P 24 40 718.9 der Anmelderin beschrieben ist.

In der graphischen Darstellung der Fig. 9 der Ausgangssignalgrösse als"Funktion der Frequenz für eine konstante Eingangssignalgrösse stellt die Linie 82 den gewünschten von dem akustischen Oberflächenwellenfilter zu liefernden Durchlassbandbereich dar« Die Zone 83 neben

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dem Durchlassband ist ein verhältnismässig tiefes Sperrband, was notwendig ist, um Störungen des Tonträgers eines benachbarten Fernsehkanals zu entfernen. Durch die Vahl der kristallographischen Orientation in Wismutsiliciumoxid nach der Erfindung kann eine waagerecht polarisierte Scherwelle, d.h. eine Scherwelle mit einer Teilchenbewegung parallel zu der Fortpflanzungsoberfläche, nicht in der Richtung 73 von einem interdigitalen handler 7k ausgesandt werden, weil die betreffenden piezoelektrischen Kopplungskoeffizienten effektiv gleich Null sind, Wäre dies nicht der Fall, so würde die resultierende Scherwelle von dem Wandler 7k zugeführten Signalen erzeugt werden,- die in dem B^nd liegen, das nahezu durch die gestrichelte Linie 8^ angegeben ist, lias ein entsprechendes unerwünschtes Ausgangs signal zur Folge haben würde.

Bei der Orientation nach der Erfindung werden senkrecht polarisierte Scherwellen, d.h.. Wellen mit einer Teilchenbewegung senkrecht zu der Fortpflanzungsoberfläche, von dem Wandler 7^ in der Richtung 73 parallel zu der Fortpflanzungsoberfläche innerhalb des nahezu durch die punktierte Linie 85 angegebenen Frequenzbandes ausgesandt. Eine Scherwelle mit einer Teilchenbewegung senkrecht zu der Oberfläche kann sich jedoch nicht in einer Richtung parallel zu der Oberfläche 72 fortpflanzen

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und wird bei zunehmendem Abstand von dem Wandler 7^· geschwächt. Die Wandler Jh und 75 liegen in einem

Abstand voneinander, der sicherstellt, dass unerwünschte Energie in Form einer senkrechten Scherwelle genügend geschwächt und dass effektiv verhindert wird, dass diese Welle ein unerwünschtes Ausgangssignal herbeiführt.

Eine longitidinale Welle wird von dem Wandler 7^ ausgesandt und pflanzt sich in der Richtung 73 parallel ■ zu der Oberfläche fort, um den Wandler 73 ^zu erreichen. Bei der Orientation nach der Erfindung sind jedoch die Werte der piezoelektrischen Koeffizienten, die bewirken, dass diese Massenwelle von einem interdigitalen Wandler ausgesandt wird, in bezug auf die Grosse des Kopplungsfaktors für akustische Oberflächenwellen derartig, dass das unerwünschte durch die punktierte Linie 86 in Fig. angegebene Massenwellenausgangssignal eine Grosse unterhalb des gewünschten Sperrpegels für das Filter innerhalb des entsprechenden Frequenzbereiches aufweist und daher zulässig ist.

Andere äquivalente kristallographische Orientationen und äquivalente kristallographische Ebenen der hier definierten Art können ebenso gut verwendet werden und die Erfindung lässt sich auch vorteilhaft bei Anordnungen anwenden, deren Primärzweck darin besteht, eine Signalverzögerung herbeizuführen, weil die unerwünschten Massenwellen sich mit von der Geschwindigkeit der akustischen Oberflächenwellen verschiedenen Geschwindigkeiten fortbewegen,

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Claims (1)

1. PATENTANSPRUECHE:

   1 j Verfahren zur Herstellung einer akustischen

   Oberflächenwellenanordnung, bei dem ein einkristalliner Körper aus einem selektierten piezoelektrischen ¥erkstoff mit einer Fortpflanzungsoberfläche für akustische Oberflächenwellen der hier definierten Art gebildet wird,

   welche Oberfläche auf selektierte Weise in bezug auf die kristallographischen Achsen des genannten Einkristalls orientiert ist, wobei interdigitale Sende- und Empfangselektrodenmatrizen auf der genannten Fortpflanzungsober— fläche angebracht werden, um akustische Oberflächenwellen längs einer selektierten Fortpflanzungsachse für akustische Oberfläcnenwellen auf der genannten Oberfläche auszusenden bzw. zu empfangen, derart, dass eine gewünschte Ampiitude-Frequenz-Kennlinie erhalten wird, während der genannte Körper mit Mitteln versehen ist, durch die Massenwellen gestreut und/oder absorbiert werden, die sich in dem genannten Körper über Bahnen fortpflanzen, die nicht parallel zu unter der Fortpflanzungsbahn akustischer Oberflächenwellen verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte piezoelektrische Werkstoff und die Orientation der genannten Fortpflanzungsoberfläche und der axialen Richtung in bezug auf die kristallographischen Achsen des genannten einkristallinen Körpers derart gewählt werden, dass eine piezoelektrische

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   Kopplung nahezu gleich Null zwischen den genannten interdigitaleh Elektrodenmatrizen und mindestens einer Welle aus der Gruppe axialer Massenwellen der hier definierten Art erhalten wird, welche Gruppe aus der longitudinalen axialen Massenwelle und einer der zwei axialen Schermassenwellen besteht, wenn diese axiale Schermassenwelle nahezu keine Komponente der Teilchenbewegung senkrecht zu der genannten Fortpflanzungsoberfläche aufweist und wobei die oder jede der axialen Schermassenwell'en, für die eine wesentliche piezoelektrische Kopplung mit den genannten interdigitalen Elektrodenmatrizen besteht, eine Teilchenbewegung mit einer Komponente senkrecht zu der genannten Fortpflanzungsoberfläche aufweist, so dass sich die genannte axiale Schermas senwelle nahezu nicht in einer Richtung parallel zu der Oberfläche fortpflanzen kann, wobei die piezoelektrische Kopplung zwischen einer genannten interdigitalen Elektrodenmatrix und den genannten axialen von dieser erzeugten Massenwellen genügend gering ist, um zu verhindern, dass eine bedeutende Störung in der gewünschten Amplitude-Frequenz-Kennlinieder Anordnung auftritt. 2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der piezoelektrische Werkstoff, der durch Koordinaten x.x₂ dargestellte genannte Fortpflanzungsoberflache und die durch die Richtung der Koordinate X₁ dargestellte

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   Portpflanzungsachse· akustischer Oberflächenwellen derart gewählt werden, dass

   ^d11 ⁺ ^^d16 ^tg^ ⁼ °
   und (Jo₁ + \ ^qn ^Sr ⁼ ^

   wobei ρ den in der Ebene x.x. gemessenen Winkel darstellt, den die Teilchenbewegung der genannten longitudinalen axialen Massenwelle, wenn sie erzeugt werden würde, mit der genannten X₁ -Richtung einschliessen würde, und d.. ₁, do-i , d^^ und d„£ respektive piezoelektrische Konstanten sind unter Verwendung abgeleiteter Grossen, die sich auf die Oberfläche x-j^x ₂ beziehen.

   3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte piezoelektrische Werkstoff Lithiumniobat ist, wobei ein Einkristall aus Lithiumniobat derart unterteilt wird, dass eine kristallographische X-Ebene gebildet wird, von der ein Bezugsrand sich in der Richtung erstreckt, die durch eine Rotation der hier definierten Art von « = 270°, et- Jhh° oder eines kristallographischen Aequivalents einer Richtung erhalten wird, die anfänglich zu einer entsprechenden Richtung der kristallographischen äquivalenten X-Achse parallel ist, wobei die genannte X-Ebene parallel zu der Schnittfläche einer Kristallunterteilungsvorrichtung orientiert wird, und wobei der genannte Kristall um den genannten Bezugsrand in einer der beiden Richtungen um eine Winkelverschiebung

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   In dem Bereich 5° - 60° (was/ = 85°—?3O° oder 95° —? 150° oder kristallographischen Aequivalenten äquivalent ist) gedreht wird, während der genannte Kristall derart geschnitten wird, dass die genannte Fortpflanzungsoberfläche gebildet wird.

   k. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden genannten axialen Schermassenwellen von der genannten interdigitalen Elektrodenmatrix erzeugt werden, und die kristallographische Orientation derartig ist, dass die Richtung der Teilchenbewegung für jede genannte axiale Schermassenwelle um mindestens 5° zu der genannten Fortpflanzungsoberfläche geneigt ist, während der Empfangswandler in einem derartigen Abstand in der Fortpflanzungsrichtung akustischer Oberflächenwellen liegt, dass der Effekt an dem genannten Empfangswandler der genannten axialen Schermassenwellen, die von dem genannten Sendewandler erzeugt werden, im Vergleich zu dem der gewünschten akustischen Oberflächenwellen vernachlässigbar klein ist,

   5· Verfahren nach "Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der piezoelektrische Werkstoff, die Fortpflanzungsebene x.x« der akustischen Oberflächenwellen und die Fortpflanzungsachse X₁ der akustischen Oberflächenwellen derart gewählt sind, dass die Teilchenbewegung einer der genannten axialen Schermassenwellen

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   nahezu zu der genannten Fortpflanzungsoberflache parallel und zu der Richtung X₁ senkrecht ist und die abgeleiteten piezoelektrischen Koeffizienten d*s und d«^ nahezu gleich Null sind.

   6» Verfahren nach Anspruch 5 unter Bezugnahme auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der piezoelektrische Werkstoff ein piezoelektrischer kubischer Kristall ist, der derart orientiert ist, dass die Fortpflanzungsoberfläche akustischer Oberflächenwellen zu der (11O)-Gitterebene oder einer kristallographisch äquivalenten Ebene der hier definierten Art parallel liegt, während die genannte Fortpflanzungsrichtung parallel zu der 1*001*}-Richtung oder zu einer entsprechenden äquivalenten Richtung in einer genannten kristallographisch' äquivalenten Ebene orientiert ist,

   7. Verfahren nach Anspruch 5 unter Bezugnahme auf Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte piezoelektrische Werkstoff ein piezoelektrischer kubischer Kristall ist, der derart angeordnet ist, dass die genannte Fortpflanzungsoberfläche parallel zu der (100)-Gitterebene oder einer kristallographisch äquivalenten Ebene der hier definierten Art liegt und die genannte Fortpflanzungsrichtung parallel zu der joTTj- oder foil/" Richtung oder zu einer entsprechenden äquivalenten Richtung in einer genannten kristallographisch äquivalenten Ebene ist,

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   8, Akustische Oberflächenwellenanordnung hergestellt mittels eines Verfahrens nach Anspruch 1, 9» Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der piezoelektrische Werkstoff, die genannte durch Koordinaten X₁^₂ ^da**gestellte Portpflanzungsoberfläche und die durch die Richtung der Koordinate X₁ dargestellte Fortpflanzungsachse akustischer Oberflächemvrellen derart gewählt werden, dass

   ^d11 ⁺ * ^d ^

   i6
   und d₃₁ + \ d₃₆ tgf = O

   wobei r den in der Ebene x«^x ₂ gemessenen Winkel darstellt, den die Teilchenbewegung der genannten longitudinalen, gegebenenfalls erzeugten, axialen Massenwelle mit der genannten x--Richtung einschliessen würde, und d^, d^-i» d-^ und dn/ respektive piezoelektrische Konstanten sind unter Verwendung abgeleiteter Grossen, die sich auf die Oberfläche x<*2 beziehen.

   10. Anordnung nach Anspruch 9t dadurch gekennzeichnet, dass die beiden axialen Schermassenwellen von der genannten interdigitalen Elektrodenmatrix erzeugt werden, wobei die kristallographische Orientation derartig ist, dass die Richtung der Teilchenbewegung für jede genannte axiale Schermassenwelle um mindestens 5° zu der genannten Fortpflanzungsoberfläche geneigt ist, während der Empfangswandler in einem derartigen Abstand in der Fortpflanzungs-

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   richtung akustischer Oberflächenwellen von dem Sendewandler liegt, dass der Effekt an diesem Empfangswandler der genannten axialen von der genannten Sendewandlerraatrix erzeugten Schermassenwellen im Vergleich zu dem der gewünschten akustischen Oberflächenwellen vernachlässigbar klein gemacht wird,

   11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte piezoelektrische Werkstoff. Lithiumniobat ist.

   12. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9» dadurch gekennzeichnet, dass der piezoelektrische Werkstoff, die Portpflanzungsebene x.x„ akustischer Oberflächenwellen und die Portpflanzungsachse X₁ akustischer Oberflächenwellen derart ausgewählt sind, dass die Teilchenbewegung einer der genannten Schermassenwellenkomponenten nahezu parallel zu der genannten Fortpflanz.ungsoberflache und senkrecht zu der Richtung x.. ist und die abgeleiteten piezoelektrischen Konstanten d^^ und do£ nahezu gleich Null sind,

   13. Anordnung nach Anspruch 12 unter Bezugnahme auf Anspruch 91 dadurch gekennzeichnet, dass der genannte piezoelektrische Werkstoff ein piezoelektrischer kubischer Kristall ist, der derart orientiert ist, dass die genannte Fortpflanzungsoberfläche parallel zu der (110)-Gitterebene oder einer kristallographisch äquivalenten

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   Ebene der hier definierten Art liegt, während die genannte Fortpflanzungsrichtung parallel zu der Richtung oder einer entsprechenden äquivalenten Richtung in einer genannten kristallographisch äquivalenten Ebene orientiert ist.

   14, Anordnung nach Anspruch 12 unter Bezugnahme auf Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte piezoelektrische Werkstoff ein piezoelektrischer kubischer Kristall ist, der derart angeordnet ist, dass die genannte Fortpflanzungsoberfläche parallel zu der (1OO)-Gitterebene oder einer kristallographisch äquivalenten Ebene der hier definierten Art liegt und die genannte Fortpflanzungsrichtung akustischer Oberflächenwellen parallel zu der J 01IJ- oder Γ 01 ij-Richtung oder einer entsprechenden äquivalenten Richtung in einer genannten kristallographisch äquivalenten Ebene ist.

   15· Anordnung nach einem der Ansprüche 8, 9» 10» 12» . 13 und 1*f, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte piezoelektrische Werkstoff Wismutsiliciumoxid ist. 16. Anordnung nach einem der Ansprüche 8, 9, 10, 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte piezoelektrische Werkstoff Wismutgermaniumoxid ist, 17» Bandpassfilter, das aus einer akustischen Oberflächenwellenanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis besteht«

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   18. Bandpassfliter nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, dass dieses Bandpassfilter ein Farbfernsehzwischenfrequenzfilter ist.

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