Аннотация результатов, полученных в 2016 году
Подготовлены алмазные подложки из синтетических монокристаллов алмаза IIa типа (безазотный диэлектрический) с ориентациями (100), (110) и (111), и на их основе синтезированы экспериментальные образцы пьезоэлектрических слоистых структур (ПСС), проведено их исследование методами ДОБЭ, РЭМ, АСМ, оптической микроскопии и РДА для установления глубины нарушенного приповерхностного слоя и шероховатости алмазных пластин, точности их кристаллографической ориентации, совершенства текстуры пьезоэлектрических плёнок. Измерения ДОБЭ картин и наблюдение Кикучи-линий на исследуемых алмазных пластинах проводилось при энергиях электронов 2.0 - 15 кэВ. Исследована серия обработанных и имеющих естественную огранку образцов монокристаллов синтетического алмаза с ориентировкой (100) и (110) с различной степенью качества обработки поверхности: от стандартной полировки в «мягком» направлении на круге со связанным алмазным абразивом вплоть до улучшенной финишной обработки с операциями полировки по «мягкому» направлению и доводки образца путём поворота к «твердому» направлению с полированием на порошке 2/1 мкм. Измерения ДОБЭ картин производились в нескольких (не менее 3-х) точках образца для проверки однородности его свойств. Анализируя результаты, можно сделать общий вывод о том, что качество картин КЛ оказалось практически одинаковым вне зависимости от характера обработки или её отсутствия (например, для образца А №2 с естественной огранкой для двух типов плоскостей (100) и (111)). Это означает, что глубина нарушенного слоя под поверхностью алмазных пластин минимальна и может быть оценена величиной в несколько межатомных расстояний. Данное обстоятельство впервые было обнаружено нами и резко отличает алмаз от любых других материалов. Синтез пьезоэлектрических плёнок осуществляли с предварительной откачкой до высокого вакуума в атмосфере азота путем распыления мишеней из Al (в случае AlN) или мишеней из Al и Sc (в случае (Al,Sc)N). Скорость роста пьезоэлектрических плёнок обычно составляла величину 1 - 1.2 нм/мин. В процессе синтеза столик с образцами вращался для получения лучшей однородности толщины пленок. Качество тонкоплёночного пьезоэлектрического преобразователя (ТПП) напрямую зависит от совершенства пьезоэлектрических плёнок нитрида алюминия/нитрида алюминия-скандия. Поскольку синтезируемые плёнки будут обладать пьезоэлектрическим эффектом, если они имеют структуру вюрцита, соответствие данной кристаллической структуре контролировали с помощью метода РДА на установке Panalytical Empyrean, используя тестовые образцы со структурой AlN/Mo/стекло или (Al,Sc)N/Mo/стекло. Как правило, при росте данных плёнок реализуется текстура (001). В этом случае реализуется оптимальное значение пьезомодуля d33, благодаря которому возбуждается искомая акустическая волна продольного типа. Качество структуры определяли, анализируя угловое положение и полуширину на половине высоты (ПШПВ) разрешённого в данной структуре рефлекса (002). Так, анализируя рентгенограмму, полученную для тестового образца AlN/Mo/стекло и снятую для образцов V серии 2016 г., можно сделать вывод о наличии соединения AlN с текстурой только типа (001). Значение угла ПШПВ = 0.268 составляет достаточно малую величину, что говорит о достигнутом качестве плёнки. Из литературы известно, что твёрдый раствор замещения (Al(1-x)Sc(x))N (ASN), как и AlN, будет обладать структурой вюрцита P63mc, однако область её существования ограничивается значениями x<0.58. При дальнейшем увеличении содержания Sc возникает сосуществование двух фаз: пьезоэлектрической типа вюрцита для ASN и центросимметричной Fm3m для ScN. При соотношении Al:Sc = 57:43 пьезомодуль d33 достигает максимума, превышая аналогичное значение для чистого нитрида алюминия более чем в 4 раза. В процессе отработки технологии (Al(1-x)Sc(x))N были синтезированы образцы VIII - XV серий. Синтез производили на установке для магнетронного осаждения AJA ORION, причём при напылении одновременно использовали два ВЧ магнетрона с мишенями из высокочистых Al и Sc. Были получены прозрачные плёнки ASN с зеленоватым оттенком. Результаты РДА на установке Panalytical Empyrean тестового образца (Al(1-x)Sc(x))N/стекло показали, что наблюдаются только рефлексы (002) и (004), что указывает на текстуру плёнки ASN типа (001). Значение параметра решётки составило c = 4.9292 Ангстрем, а ПШПВ = 0.24 град. Полученные методами РДА, РЭМ и АСМ данные позволяют утверждать, что впервые в России разработана базовая технология эффективного тонкоплёночного пьезоэлектрика (Al(1-x)Sc(x))N. Для реализации низкотемпературных (до 4 К) СВЧ измерений была выполнена разработка нестандартной НТ приставки для автоматизированной системы для измерения свойств материалов Quantum Design Physical Property Measurement System EverCool 2. Поскольку такие НТ приставки для СВЧ измерений не производятся даже специализированными фирмами, при разработке пришлось провести ряд предварительных испытаний с целью выбора подходящих материалов и электронных компонент. В качестве технических требований запланировано соответствие рабочему температурному интервалу 4 – 600 К; возможность выполнения полного цикла СВЧ калибровки in situ. Выполнено экспериментальное исследование по получению полных наборов модулей упругости 2-го и 3-го порядка в алмазе. Теоретический ab initio расчёт модулей упругости 2-го, 3-го порядка показал удовлетворительное согласие с экспериментальными данными. Была также сделана оценка модулей 4-го порядка алмаза. Выполнено построение кривых "механическое напряжение - деформация" для различных кристаллографических направлений и типов деформации с учётом нелинейности закона Гука в алмазе. Обнаружена неустойчивость решётки алмаза к сдвиговой деформации ~90 ГПа в плоскости (111), что коррелирует с данными других авторов. Частотные зависимости коэффициента отражения S11, импеданса Z11 и др. для ПСС А №25.3 были исследованы в интервале частот 0.5 – 20 ГГц. Анализировались АЧХ, ФЧХ и диаграмма Смита. Получены частотные зависимости нагруженной добротности Q и параметра качества Qf для ПСС A №25.3. Следует отметить основные результаты: немонотонный рост нагруженной добротности, происходящий с увеличением частоты до значения ~13000 вплоть до границы измерений ~20 ГГц; значительное увеличение параметра качества от 0.3*10^14 до 2.7*10^14 Гц; наличие полосы частот (10 - 14 ГГц), где возбуждение ОАВ-резонаторов не происходит. Последнее связано с особенностями возбуждения ТПП, в котором при данных материальных и геометрических параметрах «запрещённая» частотная область близко соответствует целочисленному (единица) значению длины волны, укладывающейся на толщине плёнки AlN. Отклонение частотной зависимости добротности от предсказанного в приближении Ахиезера соотношения Qf = const происходит в пользу зависимости Qf ~ f, которая соответствует механизму затухания Ландау-Румера, что было нами подтверждено и на других типах ОАВ-резонаторов с алмазной подложкой. Были сделаны оценки частоты ~1 ГГц, на которой происходит смена механизма СВЧ акустического затухания продольных волн в алмазе от Ахиезеровского типа к механизму Ландау-Румера. Тем самым алмаз как материал композитных устройств СВЧ акустоэлектроники имеет определённые преимущества по мере повышения частоты по сравнению с традиционно используемыми кристаллами, где реализуется механизм Ахиезера, как благодаря росту Qf ~ f, так и вследствие самой высокой из известных к настоящему времени материалов скорости продольной акустической волны ~ 17500 м/с. Так, на рабочей частоте возбуждения ~20 ГГц достигнуто рекордное значение параметра качества 2.7*10^14 Гц, значительно превосходящее все известные к настоящему времени результаты, полученные на таких подложках с малым акустическим затуханием, как ИАГ, лейкосапфир и др. Отметим также, что нет физического ограничения на получение алмазных ОАВ-резонаторов с ещё большим значением параметра качества на частотах выше 20 ГГц. Показано, что чем меньше апертура ОАВ-резонатора, тем на больших операционных частотах удаётся получить возбуждение акустических резонансов. Так, на границе измерений ~20 ГГц успешно применяли ОАВ-резонаторы с малой апертурой ~ 85 мкм и площадью верхнего электрода ~5000 мкм^2, а ОАВ-резонаторы с большими апертурами на таких частотах не возбуждались. Данный результат обусловлен снижением паразитной статической ёмкости С0 ОАВ-резонатора. Следует отметить, что ОАВ-резонаторы на алмазных подложках достаточно миниатюрны и могут быть изготовлены в виде компонентов для SMD монтажа. На основе эквивалентной схемы ОАВ-резонатора, предложенной Г.Д. Мансфельдом с соавторами, были измерены характеристические резонансные частоты и добротности резонансных пиков и определены эквивалентные параметры для ОАВ-резонатора (с) в составе ПСС А №25.3. Немонотонные особенности в поведении Rn, С0, Cn и Ln обусловлены резонансным характером возбуждения ТПП. http://dx.doi.org/10.5772/62630

Аннотация результатов, полученных в 2017 году
Впервые разработана оригинальная методика низкотемпературных СВЧ исследований пьезоэлектрических слоистых структур (ПСС) на основе алмазных подложек, позволяющая проводить измерения параметров акустических резонаторов в широкой области частот 0.5 – 10 ГГц и температур 2– 400 К. Выполнено СВЧ исследование распространения объёмных акустических волн (ОАВ) в экспериментальных образцах ПСС на подложках из алмаза «Al/AlN/Mo/алмаз» и «Al/(Al,Sc)N/Mo/алмаз». Получено, что фазовые скорости ОАВ и модули упругости алмаза изменяются по мере понижения температуры в соответствии с положениями теории Дебая-Грюнайзена, выходя на постоянные значения при температурах около 110 К. Характер впервые полученных температурных зависимостей добротности Q ОАВ-резонаторов на алмазных подложках существенно зависит от частоты, на которой выполнялись измерения. Так, на частотах ниже 1 ГГц на ОАВ-резонаторах с различными ориентациями алмазной подложки наблюдается сходное поведение Q(T) – слабая монотонная зависимость в пределах исследованного температурного диапазона. Однако на более высоких частотах при НТ имеется выраженное и воспроизводимое увеличение добротности в 2 – 3 раза по сравнению с её значением при комнатной температуре. Построена теория распространения, отражения и трансформации акустических волн в многослойных ПСС. Расчётные соотношения можно легко масштабировать при увеличении числа слоёв в ПСС. Полученные результаты будут полезны при проектировании ПАВ-устройств акустоэлектроники, в частности, сенсоров тонких плёнок. Разработан программный комплекс «Моделирование процессов резонансной акустической спектроскопии в многослойных структурах» (MultiBAR) для расчета частотных зависимостей форм-фактора и акустического импеданса 5-тислойной пьезоэлектрической слоистой структуры "Me1/AlN/Me2/алмаз/Me3". Необходимость создания данного программного продукта продиктована потребностями в быстром предварительном анализе изменения свойств ПСС при нагружении свободной стороны подложки исследуемой плёнкой. Модельные эксперименты указывают на возможность применения ПСС на подложке из алмаза в качестве сенсора параметров жидкостей. Для экспериментальных исследований распространения поверхностных акустических волн (ПАВ) в образцах ПСС на подложках из алмаза «ВШП/AlN/алмаз» и «ВШП/(Al,Sc)N/алмаз» были разработаны однопортовый ПАВ-резонатор и ПАВ-линия задержки с подложками использовали пластинки из синтетического монокристалла алмаза IIa типа с ориентацией главных поверхностей (100), (110) и (111). Главное значение с точки зрения работоспособности тестовых ПАВ-устройств имела точность изготовления ВШП-структур, которая лимитировалась качеством изготовления фотолитографических (ФЛ) масок на малоразмерных алмазных подложках. Варьируя концентрацию позитивного фоторезиста, добивались равномерности его нанесения. В результате была достигнута хорошая воспроизводимость геометрических параметров изготовления ВШП. Полученные результаты были использованы для внесения изменений в технологический процесс ФЛ на малоразмерных образцах. При изготовлении 3-хслойных ПСС для ПАВ-устройств используются такие разнородные материалы, как алмаз, пьезоэлектрическая плёнка и металлические электроды ВШП, которые производят в отдельных технологических процессах. С точки зрения качества ПАВ-устройств значимыми факторами в нижеперечисленном порядке являются: (а) структурное совершенство монокристаллов алмаза и пьезоэлектрических поликристаллических плёнок; (б) точность изготовления электродных структур ВШП, отсутствие межэлектродных замыканий и хорошая проводимость токопроводящих дорожек и электродов; (в) глубина нарушенного приповерхностного слоя подложки, возникающего после механической обработки. Контроль качества в соответствии с пунктом (а) осуществляли посредством рентгеновского дифракционного анализа (РДА) и с помощью растровой электронной микроскопии высокого разрешения. Результаты РДА для тестового образца с пьезоэлектрической плёнкой из нитрида алюминия-скандия (Al,Sc)N/Mo/Si показали наличие рефлексов (002) и (100), что указывает как на присутствие вертикальной осевой текстуры, так и на наклонное расположение кристаллитов. Параметры кристаллической ячейки (Al,Sc)N типа вюрцита оказались равными a = 3.254 и c = 4.9956 Ангстрем. Полная ширина пика (002), равная 0.29 град., соответствует высокому качеству поликристаллической плёнки (Al,Sc)N. Отметим, что при полученной ориентации кристаллитов данная плёнка позволит возбуждать как продольные, так и сдвиговые объёмные акустические волны. Обеспечение надлежащего качества по пункту (б) было и остаётся одной из главных технологических задач данной работы. Так, повышение точности изготовления электродных структур ВШП связано с пониманием физико-химических особенностей фотолитографии в применения к малоразмерным подложкам. Поскольку нанесение Al электродов в исследуемых ПСС производится на поверхность пьезоэлектрических плёнок AlN или (Al,Sc)N, следует принимать во внимание, что их поверхности имеют определённый рельеф, определяемый вершинами кристаллитов в виде треугольных пирамид, так что шероховатость таких поверхностей может составлять 20 – 30 нм. Напыляемые Al плёнки должны перекрывать указанные неровности. Вопрос предварительной полировки плёнок нитрида алюминия или нитрида алюминия-скандия для уменьшения шероховатости остаётся дискуссионным, поскольку механическая обработка плёнок микронной или субмикронной толщины крайне затруднена. Возможный путь решения данной проблемы лежит в применении технологии тримминга поверхности с помощью сканирования ионным пучком. Фирмы-производители такого оборудования приводят показатели шероховатости до 0.1 нм на подложке диаметром от 1 дюйма. К настоящему времени опыта тримминга малоразмерных алмазных подложек нет ни в России, ни за рубежом. Для контроля качества в соответствии с пунктом (в) применяли метод дифракции обратно рассеянных быстрых электронов (ДОБЭ) и наблюдения Кикучи-линий. Показано, что, вне зависимости от качества механической обработки для полированных пластин в сравнении с естественными гранями, глубина нарушенного слоя под поверхностью алмазных пластин минимальна и может быть оценена величиной в несколько межатомных расстояний. Тем самым качество изготовления алмазных подложек, удовлетворяющее даже стандартным требованиям, достаточно для применения таких подложек в акустоэлектронных СВЧ устройствах. Данное обстоятельство впервые было обнаружено нами и существенно отличает алмаз от любых других материалов акустоэлектроники. Были измерены амплитудно-частотные (АЧХ) и фазово-частотные (ФЧХ) характеристики в ПСС "ВШП/AlN/алмаз" и «ВШП/(Al,Sc)N/алмаз» при комнатной температуре. Образцы представляли собой ПАВ-резонаторы и ПАВ-линии задержки, отличающиеся количеством штырей ВШП, а также периодом электродной структуры. Полученные данные по исследованию распространения ПАВ на тестовых устройствах показывали, что их характеристики значительно уступают соответствующим параметрам ОАВ-резонаторов как по величине добротности, так и по доступной полосе операционных частот. Однако применение ПАВ-резонаторов как частотно-избирательных элементов, включённых в схему автогенератора на ОАВ-резонаторе, может быть использовано для частотной селекции требуемого обертона ОАВ-резонатора в диапазоне до 1.5 ГГц. Методом 2D FEM моделирования производили визуализацию полей упругих смещений и локализации упругой энергии, идентификацию, селекцию и классификацию акустических волн различных типов на модельных образцах ОАВ-резонаторов с параметрами, близкими реальным экспериментально исследованным образцам. Были обнаружены такие моды, как продольная объемная акустическая волна, а также ПАВ Рэлея и волны Лэмба симметричного и антисимметричного типов, распространяющиеся в подложке в горизонтальном направлении и отражающиеся от вертикальных границ. Наблюдались многочисленные обертоны всех указанных типов волн. С помощью 2D FEM моделирования имеется возможность детального анализа режима захвата энергии в ОАВ-резонаторах, важного как с точки зрения акустики, так и в практике разработки и применения таких устройств в акустоэлектронике. Распределение упругих смещений для ПАВ рэлеевского типа, распространяющейся в плоскости (001) в горизонтальном направлении [100] алмазной подложки и образующей картину стоячих волн за счёт отражений от вертикальных границ модельного образца, позволяет точно определить число полуволн, укладывающихся на ширине образца, вычислить длину волны и фазовую скорость ПАВ на поверхности алмаза. Полученное значение v(R) = 10898 м/с находится в близком соответствии с экспериментом. Аналогичным образом определяли длины волны и скорости антисимметричных и симметричных дисперсионных волн Лэмба, распространяющихся в горизонтальном направлении [100] алмазной подложки. Идентификацию типов волны Лэмба производили по характерному виду картин упругих смещений. При повышении частоты было обнаружено возникновение новых дисперсионных ветвей. Благодаря более высоким скоростям распространения по сравнению с ПАВ и ОАВ устройства на волнах Лэмба рассматриваются в настоящее время как имеющие перспективы в приложении к устройствам акустоэлектроники и при разработке сенсоров.

Аннотация результатов, полученных в 2018 году
Выполнен расчёт параметров распространения (фазовых скоростей, коэффициента электромеханической связи (КЭМС) и углов отклонения потока энергии) объёмных акустических волн (ОАВ), волн Рэлея, Сезавы и SH-волн (волн Лява) в пьезоэлектрических слоистых структурах (ПСС) "ВШП/AlN/алмаз" и "Pt/(Al,Sc)N/алмаз", включая дисперсионные зависимости и анизотропию. Для модельного монокристалла нитрида алюминия-скандия Al(0.6)Sc(0.4)N предсказаны высокие значения КЭМС 42 и 46% для продольной и медленной сдвиговой волн в направлениях распространения [001] и под углом 30 град. к оси Z соответственно. Были идентифицированы типы поверхностных акустических (ПАВ) волн Рэлея, Сезавы и SH-волн (волн Лява), рассчитаны параметры распространения ПАВ, и выполнено сравнение с экспериментальными результатами для образца ПАВ-резонатора А №19.1 (ПСС «Pt-ВШП/(001) AlN/(001) алмаз». Установлено, что с точки зрения практических приложений мода Сезавы R1 более предпочтительна по сравнению с другими поверхностными волнами, поскольку имеет более высокую скорость распространения и большее значение КЭМС. Моды рэлеевского типа также показывают более высокую добротность по сравнению с SH-модами. Был выполнен анализ дисперсионных кривых волн Лэмба (ВЛ) как с помощью численного расчёта по известным формулам, так и 2D FEM моделирования в среде ComsolMultiphysics. Было показано, что в точках рождения следует различать такие типы мод ВЛ, как S(n,L) и S(n,T), A(n,L) и A(n,T), с точки зрения того, в какую из ОАВ-мод – продольную или сдвиговую, распространяющихся в направлении Y, обращаются волны Лэмба при критической частоте. Критические частоты для мод Лэмба в образце А №13.2 (ПСС «Al-ВШП/AlN/алмаз») были рассчитаны в диапазоне частот 0 – 7 ГГц и был установлен порядок чередования мод Лэмба, индивидуальный для данного направления распространения ВЛ. Были рассчитаны дисперсионные кривые и разработана детальная 2D FEM модель для волн Лэмба в образце ПСС А №13.2 в интервале частот 1000-1600 МГц. Получена визуализация полей упругих смещений, сделана идентификация ВЛ по типам и порядку n, синтезирована амплитудно-частотная характеристика (АЧХ). Расчётные и экспериментальные результаты показали хорошее соответствие, как по резонансным частотам, так и по характеру АЧХ. Впервые в России были синтезированы перспективные пьезоэлектрические плёнки состава Al(1-x)Sc(x)N с содержанием Sc 30, 34, 36 и 37,5%, имеющие в 2 – 3 раза более высокий коэффициент электромеханической связи по сравнению с нитридом алюминия для ПАВ-моды R1. В 2018 г. был разработан полный цикл изготовления тестовых акустоэлектронных устройств на подложках из синтетического алмаза, включая разработку фотошаблонов для получения заданной топологии электродов и пьезоэлектрических плёнок, напыление металлических электродных структур и синтез пьезоэлектрических плёнок состава AlN и Al(1-x)Sc(x)N. Впервые было экспериментально показано, что композитные ОАВ-резонаторы с применением плёнок ASN могут возбуждаться в широком диапазоне частот от 0.2 до 20 ГГц, при этом, не уступая существенно по значениям добротности аналогичным устройствам с использованием чистого нитрида алюминия. Так, параметр качества достигает очень высокого значения Q*f = 3*10^14 Гц на частоте 19,5 ГГц. Открывается возможность применения плёнок нитрида алюминия-скандия и на сравнительно низких частотах, например, в качестве тонкоплёночного пьезоэлектрического преобразователя для акустической микроскопии. Максимальные значения квадрата эффективного КЭМС для композитных ОАВ-резонаторов увеличились почти на порядок при переходе от плёнки AlN к ASN. Был выполнен теоретический ab initio анализ природы увеличения пьезоэлектрического модуля d33 в плёнках твёрдого раствора Al(1-x)Sc(x)N со структурой вюрцита. Исследован характер фазового превращения Al(1-x)Sc(x)N из структуры вюрцита в структуру каменной соли ScN. Был рассчитан полный набор модулей упругости Al(1-x)Sc(x)N в фазе вюрцита в зависимости от концентрации Sc. Было установлено, что для корректного вычисления пьезоэлектрического модуля d33 необходимо учитывать вклад констант e31, C11, С12 и C13, в результате чего было получено значительно лучшее согласие с экспериментом по сравнению с предыдущими авторами. На образцах ПАВ-резонаторов на основе ПСС “Me-ВШП/AlN/(100) алмаз” (Me = Pt, Al) было впервые экспериментально получено возбуждение волн Лэмба вплоть до частот ~7.3 ГГц. Слабые сигналы ВЛ в образце A №13.2 ПСС “Al-ВШП/AlN/(100) алмаз” наблюдались и на частоте ~10 ГГц. Резонансные кривые для ВЛ показали гораздо более высокую добротность по сравнению с поверхностными акустическими волнами на тех же подложках. Так, на частоте 7 ГГц нагруженная добротность имела значение ~3400, при этом параметр качества равен Q*f = 2.4*10^13 Гц. Был обнаружен необычный эффект значительного роста добротности при повышении частоты от 760 (1,5 ГГц) до 3400 (7 ГГц), что имеет важное прикладное значение. Однако его природа не ясна и требует специального исследования. Было показано, что волны Лэмба в ПСС на подложках из синтетического алмаза, распространяющиеся преимущественно в объёме подложки, имели меньшее акустическое затухание на более высоких операционных частотах по сравнению с ПАВ Рэлея и тем самым более перспективны в СВЧ акустоэлектронных устройствах и сенсорах. Было выполнено 3D FEM моделирование SH-мод в 3D модели образца А №29 (ПСС «Al/(001) AlN/Mo/(001) алмаз» и получено, что результаты для фазовых скоростей SH-мод очень хорошо соответствуют теоретическим дисперсионным кривым. Методом 2D FEM моделирования был детально исследован эффект захвата акустической энергии в композитном ОАВ-резонаторе. Было установлено, что имеется плавное изменение величины упругой энергии в резонаторе под тонкоплёночным пьезоэлектрическим преобразователем (ТПП) от максимального значения, соответствующего полному захвату энергии, до минимального, вызванного переносом упругой энергии волнами Лэмба из-под ТПП в подложку. Предложен параметр g(t,n), определяющий степень захвата энергии акустических волн на частоте антирезонанса f(a,n): при изменении f(a,n) от частоты отсечки подложки f(s,n) к f(s,n-1) параметр захвата энергии меняется от 1 до 0. Экспериментально и в результате моделирования было обнаружено частотно-зависимое периодическое изменение нагруженной добротности Q(exp) с минимумом на частоте четвертьволнового резонанса и максимумом на частоте полуволнового резонанса в ТПП. Впервые на основе композитных ОАВ-резонаторов с алмазными подложками были разработаны и изготовлены прототипы сенсоров нанесения тонких и сверхтонких плёнок с массовой чувствительностью на единицу площади 10^-12 г/(Гц*см^2) (ПСС «Al/(001) AlN/Mo/(001) алмаз/Me», где Ме=Al, Mo). Исследованные экспериментально минимальные толщины плёнок Al и Мо составили 5 нм. Однако потенциал сенсоров на основе композитных ОАВ-резонаторов с алмазными подложкам позволяет исследовать пленки с толщинами субнанометрового масштаба и ограничивается на данный момент реальной точностью сторонних измерений толщин методом зондовой микроскопии. Для теоретического анализа воздействия напыляемых плёнок на сдвиг частоты сенсора на основе композитных ОАВ-резонаторов нами разработано ПО «Расчет акустоэлектронного сенсора нанесения сверхтонких плёнок на основе мультислойной пьезоэлектрической структуры». Полученные экспериментальные данные и результаты теоретического анализа оказались в очень хорошем соответствии. Параметры разработанных сенсорных элементов не уступают известным акустоэлектронным сенсорам на основе тонкоплёночных и ПАВ-резонаторов, а также МЭМС-сенсорам, при этом сохраняются возможности улучшения характеристик и достижения результатов, превосходящих рассмотренные благодаря использованию на порядок и более высоких операционных частот. Разработанные прототипы обладают важными преимуществами перед акустоэлектронным сенсорами других типов, обладая высокой химической и биологической инертностью рабочей поверхности, устойчивостью к температурным нагрузкам (в перспективе – до 600 град. Цельсия) и, наконец, возможностью многократного применения. Кроме того, площадь эффективной зоны сенсора такого типа может составлять тысячи квадратных микрон и менее, что делает его пригодным для локальных измерений.