Диссертация (1091554)
Текст из файла
МИНОБРНАУКИ РОССИИФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего образования"Московский технологический университет"МИРЭАНа правах рукописиЛАВРОВ СЕРГЕЙ ДМИТРИЕВИЧНЕЛИНЕЙНО-ОПТИЧЕСКАЯ И ЛЮМИНЕСЦЕНТНАЯ ДИАГНОСТИКАДВУМЕРНЫХ ДИХАЛЬКОГЕНИДОВ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ ИУПОРЯДОЧЕННЫХ ДОМЕННЫХ СТРУКТУР НИОБАТА ЛИТИЯ ПРИСОЗДАНИИ УСТРОЙСТВ НАНО- И ОПТОЭЛЕКТРОНИКИСпециальность:05.27.01 – Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- инаноэлектроника, приборы на квантовых эффектахДиссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наукНаучный руководитель д.ф-м.н., профессор, Е.Д. МишинаМОСКВА - 20161ОГЛАВЛЕНИЕВВЕДЕНИЕ ..............................................................................................................
4ГЛАВА 1. НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИНТЕГРАЛЬНОЙ ОПТИКИ ИНАНОЭЛЕКТРОНИКИ ........................................................................................ 141.1.Слоистыедвумерныематериалыдляустройствмикро-инаноэлектроники ................................................................................................... 141.1.1.
Полупроводниковые халькогениды переходных металлов и ихсвойства ...................................................................................................... 161.1.2.Применениедихалькогенидовпереходныхметалловвустройствах микроэлектроники............................................................... 201.1.3. Методики получения двумерных полупроводниковых структур ............................................................................................................... 231.2. Ниобат лития как материал интегральной оптики ...............................
271.2.1. Применение ниобата лития в интегральной оптике.................... 291.2.2. Методики получения доменных структур ниобата лития .......... 321.3. Выводы по главе 1....................................................................................
34ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ........................................................... 362.1. Генерация второй оптической гармоники ............................................. 362.2. Конфокальная оптическая микроскопия ............................................... 402.3. Нелинейно оптическая конфокальная микроскопия ............................ 422.4. Атомно-силовая микроскопия ................................................................ 432.5. Экспериментальная установка................................................................ 46ГЛАВА3.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕИТЕОРЕТИЧЕСКИЕИССЛЕДОВАНИЯ ДВУМЕРНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУРХАЛЬКОГЕНИДОВ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ .........................................
513.1. Создание двумерных полупроводниковых структур ........................... 5123.2. Экспериментальные исследования особенностей краевых эффектов вгенерациивторойоптическойгармоникивнаноразмерныхслояхдихалькогенидов переходных металлов ............................................................. 523.3. Численный расчёт усиления интенсивности оптического излучения сучетом интерференционных эффектов ...............................................................
673.4.Экспериментальныеисследованияполитипизмавслояхдихалькогенидов переходных металлов ............................................................. 793.5.Комплекснаяметодикаоптическогоконтроляхарактеристикдихалькогенидов переходных металлов ............................................................. 913.6. Выводы по главе 3.................................................................................... 93ГЛАВА4.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕИТЕОРЕТИЧЕСКИЕИССЛЕДОВАНИЯ ДОМЕННЫХ СТРУКТУР НИОБАТА ЛИТИЯ ..............
954.1. Создание доменных структур в кристалле ниобата лития .................. 954.2. Экспериментальные исследования доменных структур ниобата литияметодом нелинейно-оптической конфокальной микроскопии ........................ 974.3. Моделирование мощности генерации второй оптической гармоники вдоменных структурах ниобата лития ................................................................
1034.4. Выводы по главе 4.................................................................................. 113ГЛАВА 5. СОЗДАНИЕ НА ОСНОВЕ ХАЛЬКОГЕНИДОВ ПЕРЕХОДНЫХМЕТАЛЛОВиНИОБАТАЛИТИЯУСТРОЙСТВИНТЕГРАЛЬНОЙОПТИКИ И НАНОЭЛЕКТРОНИКИ ................................................................ 1155.1.Созданиеэкспериментальногообразцавысокочувствительногофотодетектора на основе монослойного кристаллита MoS2 .......................... 1155.2. Выводы по главе 5.................................................................................. 125ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................... 127СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ .....................................................
1313ВВЕДЕНИЕДиссертационнаяработапосвященаэкспериментальномуитеоретическому исследованию оптических (линейных и нелинейных) иизлучательных свойств двумерных дихалькогенидов переходных металлов(ДПМ) и микродоменных структур ниобата лития для создания методикдиагностики этих материалов и разработки оптоэлектронных устройств на ихоснове. Особое внимание уделено роли интерференционных эффектов винтерпретациирезультатовоптическоймикроскопии.Полученныерезультаты позволили создать экспериментальный образец фотоприемника наоснове двумерного ДПМ.АктуальностьВскоре после открытия графена в 2004 [1] году была обнаруженавозможность создания других графеноподобных двумерных монослоев наоснове дихалькогенидов переходных металлов MX2, где М= Pt, Pd, Ti, Mo, W;Х=S,Se)[2,3].полуметаллическойТакиеструктуры,проводимостьювграфена,отличиеотявляютсяобладающегопрямозоннымиполупроводниками с шириной запрещенной зоны 1-2эВ, что, по сравнению сграфеном, открывает возможность применения ДПМ в устройствах цифровойэлектроники и оптоэлектроники [4–6].В настоящее время ведется активное исследование свойств ДПМ,полученных методом эксфолиации из объемных образцов или методамипрямого осаждения на подложку.
Получены экспериментальные образцыцелого ряда устройств на их основе (фототранзисторы, датчики газа,солнечныеэлементы,запоминающиеустройства,светоизлучающиеисточники электролюминесценции, источники эмиссии электронов и др) [7,8].Характеристики этих устройств, изготовленных из материала одного итого же химического состава, в значительной степени различаются, что4связано как со свойствами материалов, так и с контактами и сопутствующимиявлениями.
И если создание электронного и оптоэлектронного устройстванеизбежно требует изготовления контактов, что представляет собойотдельную задачу, то свойства самих материалов частично можно исследоватьбесконтактно. При этом надо отметить, что зачастую традиционные методыструктурного анализа (рентгеноструктурный анализ, электронография) необладаютдостаточнойчувствительностьювслучаеультра-тонких(атомарных) слоёв. Существуют также проблемы с определением толщины науровне монослоя методом атомно-силовой микроскопии.Были разработаны различные оптические методы визуализации иисследования свойств моно- и нанослоев ДПМ, такие как конфокальнаяоптическая микроскопия, люминесцентная и рамановская спектроскопия идр.,всовокупностипозволяющиеопределитьмногиеважнейшиехарактеристики: собственно толщину, ширину запрещенной зоны, наличиедефектов, кинетику релаксации носителей заряда и т.д.
Более того, именнооптические методики позволили выявить и/или подтвердить наличие новыхэффектов, важных как для фундаментальной науки, так и для приложений [9].При этом методики оптического контроля свойств полученных слоев ДПМкристаллитов нельзя считать отработанными, зачастую они используютсянезависимо друг от друга.Однимизспособовсозданияустройствоптоэлектроники,использующих нелинейные волноводы, является микро- и нано- доменнаяинженерия.
Одним из самых распространенных материалов, используемых вдоменной инженерии, является ниобат лития (LiNbO3). На его основесоздаются преобразователи оптических частот [10], высокоскоростныеоптическиемодуляторыдлятелекоммуникационныхсистем[11,12],генераторы терагерцового диапазона и ряд других оптических устройств.Хотя этот материал давно известен и хорошо изучен, некоторые егоособенности до сих пор не исследованы в полном объёме.
Одним из5критических факторов, определяющих практическое применение устройств наоснове LiNbO3, является микродоменная структура, наведенная в кристаллепри локальном приложении электрического поля. Для исследования объёмныхсвойств доменных структур сегнетоэлектриков традиционно используетсяметодикаселективногохимическоготравления,котораяявляетсяразрушающей.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
