Диссертация (1097499), страница 32
Текст из файла (страница 32)
Ïðè ýòîì ñèãíàëãàðìîíèê îêàçûâàåòñÿ â ñèëüíîé ñòåïåíè äåïîëÿðèçîâàí. Ýôôåêòèâíîñòüäàííûõ ïðîöåññîâ ñóùåñòâåííî çàâèñèò îò äëèíû âîëíû íàêà÷êè. Çàâèñèìîñòè ñèãíàëà Âà îò âðåìåíè æèçíè ôîòîíà â ïîðèñòîì ñëîå óêàçûâàþòíà âîçìîæíîñòü òàê íàçûâàåìîãî ôàçîâîãî êâàçèñîãëàñîâàíèÿ â îïòè÷åñêèíåîäíîðîäíîì ñëîå ÏÔà ïðè ðàññåÿíèè èçëó÷åíèÿ.221ÇÀÊËÞ×ÅÍÈÅ ðàáîòå áûëè èçó÷åíî âëèÿíèå ñòðóêòóðíûõ õàðàêòåðèñòèê ïîðèñòûõïîëóïðîâîäíèêîâ è äèýëåêòðèêîâ íà èõ îïòè÷åñêèé îòêëèê.  ðåçóëüòàòå âûïîëíåííûõ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ è òåîðåòè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé áûëèïîëó÷åíû ñëåäóþùèå ðåçóëüòàòû:1. Ðàçðàáîòàíû ìåòîäû èçãîòîâëåíèÿ îáðàçöîâ ïîðèñòîãî êðåìíèÿ, îêèñëåííîãî ïîðèñòîãî êðåìíèÿ, ïîðèñòîãî ôîñôèäà ãàëëèÿ è ïîðèñòîãî îêñèäà àëþìèíèÿ ñ àíèçîòðîïíûì ðàñïîëîæåíèåì ïîð, ÷òî äàëî âîçìîæíîñòüïîëó÷àòü ñëîè ñ áîëüøîé âåëè÷èíîé äâóëó÷åïðåëîìëåíèÿ (äî 0,24 â èíôðàêðàñíîì äèàïàçîíå), â òîì ÷èñëå ïðè íîðìàëüíîì ïàäåíèè ñâåòà íà îáðàçåö, à òàêæå ðåàëèçîâàòü íîâûå ôîòîííûå ñðåäû, ïðîÿâëÿþùèå ýôôåêòûñëàáîé ëîêàëèçàöèè îïòè÷åñêîãî èçëó÷åíèÿ.
Ðàçâèòà ìåòîäèêà ôîðìèðîâàíèÿ ìíîãîñëîéíûõ ïåðèîäè÷åñêèõ ñòðóêòóð íà îñíîâå ïîðèñòîãî êðåìíèÿè îêèñëåííîãî ïîðèñòîãî êðåìíèÿ.2. Ýêñïåðèìåíòàëüíî è òåîðåòè÷åñêè èññëåäîâàíî ÿâëåíèå äâóëó÷åïðåëîìëåíèÿ ôîðìû â ïîðèñòûõ ïîëóïðîâîäíèêàõ è äèýëåêòðèêàõ. Îïðåäåëåíû âåëè÷èíû ïîêàçàòåëåé ïðåëîìëåíèÿ è âåëè÷èí äâóëó÷åïðåëîìëåíèÿ âøèðîêîì ñïåêòðàëüíîì äèàïàçîíå â çàâèñèìîñòè îò ïîðèñòîñòè è ñðåäíèõðàçìåðîâ ïîð è íàíîêëàñòåðîâ. Ñ èñïîëüçîâàíèåì ïðèáëèæåíèÿ ýôôåêòèâíîé ñðåäû ðàçâèòà òåîðåòè÷åñêàÿ ìîäåëü, îïèñûâàþùàÿ äâóëó÷åïðåëîìëåíèå ôîðìû, è óêàçàíû ãðàíèöû ïðèìåíèìîñòè ýòîé ìîäåëè. Ðàçðàáîòàííîâûé ïîäõîä, ïðèíèìàþùèé âî âíèìàíèå ðàçìåð ïîð è è íàíî÷àñòèö èó÷èòûâàþùèé ýôôåêòû äèíàìè÷åñêîé äåïîëÿðèçàöèè.3.
Ýêñïåðèìåíòàëüíî èçó÷åíî ðàññåÿíèå ñâåòà â ïîðèñòîì ôîñôèäå ãàëëèÿ. Ìåòîäîì îïòè÷åñêîãî ãåòåðîäèíèðîâàíèÿ ðàññåÿííîãî ñèãíàëà îïðåäå222ëåíî âðåìÿ æèçíè ôîòîíà â ïîðèñòîì ñëîå è äëèíà åãî ñâîáîäíîãî ïðîáåãà.Óñòàíîâëåíî, ÷òî ïîñëåäíÿÿ âåëè÷èíà óìåíüøàåòñÿ ñ óâåëè÷åíèåì ïîðèñòîñòè, ÷òî óêàçûâàåò íà óñèëåíèå ðàññåÿíèÿ ñâåòà.4. Âïåðâûå òåîðåòè÷åñêè óñòàíîâëåíà âîçìîæíîñòü è ýêñïåðèìåíòàëüíîðåàëèçîâàíî ôàçîâîå ñîãëàñîâàíèå ãåíåðàöèè âòîðîé è òðåòüåé ãàðìîíèêâ ñëîÿõ ïîðèñòîãî êðåìíèÿ è ãåíåðàöèè òðåòüåé ãàðìîíèêè â îêèñëåííîìïîðèñòîì êðåìíèè. Îïðåäåëåíû óñëîâèÿ ôàçîâîãî ñèíõðîíèçìà äëÿ ýòèõìàòåðèàëîâ.
Ïîêàçàíî, ÷òî çàïîëíåíèå ïîð äèýëåêòðè÷åñêèìè æèäêîñòÿìèïîçâîëÿåò èçìåíèòü óñëîâèÿ ñèíõðîíèçìà è äîáèòüñÿ ôàçîâî ñîãëàñîâàííîéãåíåðàöèè âòîðîé ãàðìîíèêè â ìåçîïîðèñòîì êðåìíèè. Ñ èñïîëüçîâàíèåìïåðåñòðàèâàåìîãî ïî äëèíå âîëíû èçëó÷åíèÿ ïàðàìåòðè÷åñêîãî ãåíåðàòîðà ñâåòà ðåàëèçîâàí ðåæèì ñèíõðîííîé ãåíåðàöèè òðåòüåé ãàðìîíèêè âïîðèñòîì êðåìíèè è îêèñëåííîì ïîðèñòîì êðåìíèè. Íàëè÷èå ñèíõðîííîéãåíåðàöèè ïîäòâåðæäàåòñÿ ñóùåñòâåííûì óâåëè÷åíèåì ñèãíàëà ãàðìîíèêèè èçìåíåíèåì âèäà å¼ îðèåíòàöèîííûõ çàâèñèìîñòåé.
Âñå ýêñïåðèìåíòàëüíûå äàííûå íàõîäÿòñÿ â õîðîøåì ñîãëàñèè ñ ðåçóëüòàòàìè ðàñ÷¼òîâ.5. Âïåðâûå óñòàíîâëåíà çàâèñèìîñòü ýôôåêòèâíîñòè ïðîöåññîâ ãåíåðàöèè ãàðìîíèê â ïîðèñòîì êðåìíèè îò ñðåäíåãî ðàçìåðà ïîð è íàíîêðèñòàëëîâ. Îáíàðóæåíî ïàäåíèå ñèãíàëîâ âòîðîé è òðåòüåé ãàðìîíèê â ìèêðîïîðèñòîì êðåìíèè áîëåå, ÷åì íà ïîðÿäîê ïî ñðàâíåíèþ ñ êðèñòàëëè÷åñêèì êðåìíèåì.  ìåçîïîðèñòîì êðåìíèè, íàïðîòèâ, çàôèêñèðîâàí ðîñòýôôåêòèâíîñòè ãåíåðàöèè âòîðîé è òðåòüåé ãàðìîíèê ïî ñðàâíåíèþ ñ êðèñòàëëè÷åñêèì êðåìíèåì.  ìåçîïîðèñòîì êðåìíèè îáíàðóæåíî óâåëè÷åíèåñèãíàëîâ âòîðîé è òðåòüåé ãàðìîíèê ñ âîçðàñòàíèåì ïîðèñòîñòè ïëåíîêïîðèñòîãî êðåìíèÿ.
Îáíàðóæåíà òàêæå òåíäåíöèÿ ê äåïîëÿðèçàöèÿ ãàðìîíèê ñ ðîñòîì ïîðèñòîñòè. Ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû íå ìîãóò áûòü îáúÿñíåíû â ðàìêàõ ïðèáëèæåíèÿ ýôôåêòèâíîé ñðåäû. Ïðåäëîæåíî îáúÿñíåíèåïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ, ñâÿçûâàþùåå ðîñò ýôôåêòèâíîñòè ïðîöåññîâ ãåíåðàöèè ãàðìîíèê ñ óâåëè÷åíèåì ëîêàëüíîãî ïîëÿ â ïîðèñòîì ñëîå çà ñ÷¼òðàññåÿíèÿ íà íàíî÷àñòèöàõ è ïîðàõ è ìíîãîêðàòíîé èíòåðôåðåíöèè ðàññå223ÿííîãî èçëó÷åíèÿ.6. Ïðîâåäåííûå ýêñïåðèìåíòû ïî ãåíåðàöèÿ ãàðìîíèê â ìíîãîñëîéíûõïåðèîäè÷åñêèõ ñòðóêòóðàõ íà îñíîâå êàê ìèêðî-, òàê è ìàêðîïîðèñòîãîêðåìíèÿ ïîäòâåðæäàþò âîçìîæíîñòü óïðàâëåíèÿ ýôôåêòèâíîñòüþ ãåíåðàöèè ãàðìîíèê â òàêèõ ñòðóêòðàõ ïóòåì èçìåíåíèÿ êàê âåëè÷èíû ïåðèîäàñòðóêòóðû, òàê è óãëà ïàäåíèÿ èçëó÷åíèÿ íà ñòðóêòóðó.
Îáíàðóæåíà ìîäèôèêàöèÿ îðèåíòàöèîííûõ çàâèñèìîñòåé ñèãíàëîâ ãàðìîíèêè â ìíîãîñëîéíûõ ñòðóêòóðàõ, îáðàçîâàííûõ àíèçîòðîïíûìè ñëîÿìè ïîðèñòîãî êðåìíèÿ;äàííûé ýôôåêò îáóñëîâëåí ðàçëè÷èåì â ïîëîæåíèè ôîòîííûõ çàïðåùåííûõ çîí äëÿ îáûêíîâåííûõ è íåîáûêíîâåííûõ âîëí.7. Îáíàðóæåí ðîñò ýôôåêòèâíîñòè ãåíåðàöèè îïòè÷åñêèõ ãàðìîíèê èñóììàðíîé ÷àñòîòû â ïîðèñòîì ôîñôèäå ãàëëèÿ áîëåå, ÷åì íà ïîðÿäîê ïîñðàâíåíèþ ñ êðèñòàëëè÷åñêèì ôîñôèäîì ãàëëèÿ (äî 1% ïðè èíòåíñèâíî2ñòè èçëó÷åíèÿ íàêà÷êè â 1011 Âò/ñì ) . Óñòàíîâëåíî, ÷òî ýôôåêòèâíîñòüäàííûõ ïðîöåññîâ ñóùåñòâåííî çàâèñèò îò äëèíû âîëíû íàêà÷êè, âîçðàñòàÿ ïî ìåðå óìåíüøåíèÿ ïîñëåäíåé. Äàííûé ýôôåêò ðàññìàòðèâàåòñÿ êàêïðîÿâëåíèå ñëàáîé ëîêàëèçàöèè ñâåòà â ïîðèñòîì ñëîå.
Çàâèñèìîñòè ñèãíàëà Âà îò âðåìåíè æèçíè ôîòîíà â ïîðèñòîì ôîñôèäå ãàëëèÿ óêàçûâàþòíà âîçìîæíîñòü òàê íàçûâàåìîãî ôàçîâîãî êâàçèñîãëàñîâàíèÿ â îïòè÷åñêè íåîäíîðîäíîì ñëîå ïîðèñòîãî ôîñôèäà ãàëëèÿ ïðè óâåëè÷åíèè äëèíûïðîáåãà ôîòîíà â íåì çà ñ÷åò ðàññåÿíèÿ èçëó÷åíèÿ.224Àâòîð âûðàæàåò ñâîþ èñêðåííþþ ïðèçíàòåëüíîñòü è áëàãîäàðíîñòüïðîôåññîðàì Ï.Ê.
Êàøêàðîâó, Â.Þ. Òèìîøåíêî, À.Ì. Æåëòèêîâó çà ïîñòîÿííîå âíèìàíèå ê ðàáîòå, ïîääåðæêó è èíèöèèðîâàíèå ðÿäà èññëåäîâàíèé è âñåì êîëëåãàì, ðàáîòàâøèì âìåñòå ñ íèì ïðè âûïîëíåíèè äàííûõèññëåäîâàíèé: À.È. Åôèìîâîé, À.Á. Ôåäîòîâó, Ä.À. Ñèäîðîâó-Áèðþêîâó,À.Â. Çîòååâó, Â.Ì. Ãîðäèåíêî, Å.À. Àñòðîâîé, Á.Ï. Ãîðøóíîâó, À.À. Âîëêîâó, Ñ.Î. Êîíîðîâó, Â.À. Ìåëüíèêîâó, Ñ.Â. Çàáîòíîâó, Å.Þ.
Êðóòêîâîé, Ê.Ï. Áåñòåìüÿíîâó, À.À. Ïîäøèâàëîâó, Ë.Ï. Êóçíåöîâîé, Ã.Ì. Çàéöåâó, Ä.À. Ìàìè÷åâó, È.À. Îñòàïåíêî, Í.À. Ïèñêóíîâó, À.Ô. Êîíñòàíòèíîâîé, Ê.Á. Èìàíãàçèåâîé, Å.Ì. Ñòåïîâè÷, À.À. Èâàíîâó, Ä.À. Èâàíîâó,Ñ.À. Ãàâðèëîâó, Ý. Ãðîññó, Ä. Êîâàëåâó, Í. Êþíöíåðó, É. Äèíåðó, Ô. Êîõó, Â.Â. ßêîâëåâó, Ã.È.
Ïåòðîâó, Ò.Ñ. Ïåðîâîé, Äæ. Õàóñó, ÷üÿ íåîöåíèìàÿïîìîùü è ñîäåéñòâèå íà âñåõ ýòàïàõ ðàáîòû âåñüìà ñïîñîáñòâîâàëà åå âûïîëíåíèþ.Àâòîð òàêæå ãëóáîêî îáÿçàí ñâîåé ñåìüå çà ïîìîùü, ïîääåðæêó è ïîíèìàíèå, áåç êîòîðûõ âûïîëíåíèå äàííîé ðàáîòû áûëî áû íåâîçìîæíûì.225ÑÏÈÑÎÊ ËÈÒÅÐÀÒÓÐÛ1.Rouquerol J., Avnir D., Fairbridge C. W., Everett D. H., HaynesJ.
H., Pernicore N., Ramsey J. D. F., Sing K. S. W., Unger K. K.Recommendations for the characterization of porous solids // Pure Appl.Chem. 1994. V. 66, No. 8. P. 1739-1758.2.Óëèí Â. Ï., Êîííèêîâ Ñ. Ã. Ïðèðîäà ïðîöåññîâ ýëåêòðîõèìè÷åñêîãî ïîðîîáðàçîâàíèÿ â êðèñòàëëàõ AIII BV . ×àñòü I. // Ôèçèêà è òåõíèêàïîëóïðîâîäíèêîâ. 2007. Ò.
41, âûï. 7. C. 854 - 866.3.Uhlir A. Electrolytic shaping of germanium and silicon // Bell Syst. Tech. 1956. V. 35, No. 2. P.333-347.4.Imai K. A new dielectric isolation method using porous silicon // SolidState Electron. 1981. V. 24, No. 2. P. 159-164.5.Bomchil G., Halimaoi A., Herino R. Porous Silicon: the Material and ItsApplication in Silicon-on-Insulator technologies // Appl.
Surf. Sci. 1989.V. 41/42. P.604-613.6.Ëàáóíîâ Â.À., Áîíäàðåíêî Â.Ï., Áîðèñåíêî Â.Å. Ïîëó÷åíèå, ñâîéñòâà è ïðèìå-íåíèå ïîðèñòîãî êðåìíèÿ // Çàðóáåæíàÿ ýëåêòðîííàÿòåõíèêà. 1978. 15. C.3-27.7.CanhamL.T.SiliconQuantumWireArrayFarbricationbyElectrochemical and Chemical Dissolution of Wafers // Appl. Phys. Lett.1990. V.57. P.1046-1048.2268.Cullis A.G., Canham L. T., Calcott P. D. J. The structural andluminescence properties of porous silicon // J. Appl. Phys. 1997. V.82., No. 3. P.909-965.9.Smith R. L., Collins S.
D. Porous silicon formation mechanisms // J. Appl.Phys. 1992. V.70, No. 8. P. R1-R30.10. Lehmann V., Gosele U. Porous silicon formation: A quantum wire eect// Appl. Phys. Lett. 1991. V. 58, No. 8. P. 856-859.11. Pickering C., Beale M. I. J., Robbins D. J., Pearson P. J., Greet R. Opticalstudies of the structure of porous silicon lms formed in p-type degenerateand non-degenerate silicon // J. Phys. C: Sol. St. Phys. 1984.
V. 17,No. 10. P. 6535-6552.12. Parkhutik V., Ibarra E. The role of hydrogen in the formation of porousstructures in silicon // Mater. Sci. Engineer. B. 1999. V. 58, No. 1-2.P. 95-99.13. Theiß W. Optical properties of porous silicon // Surf. Sci. Rep. 1997.V. 29. P. 91-192.14. Pavesi L.
Porous silicon microcavities // La Rivista del Nuovo Cimento. 1997. V. 20, Ser. 4, No. 10. P. 1 - 7615. Lehmann V., Stengl R., Luigart A. On the morphology and theelectrochemical formation mechanism of mesoporous silicon // Mat. Sci.Eng. B. 2000. V. 69-70. P. 11-22.16. Cullis A. G., Canham L. T. Light from silicon // Nature. 1991. V.353.P. 335.17. Kunzner N., Kovalev D., Diener J., Gross E., Timoshenko V.Yu.,Polisski G., Koch F., Fujii M.
Giant birefringence in anisotropicallynanostructured silicon // Opt. Lett. 2001. V. 26, No. 16. P. 12651267.22718. GolovanL.A.,MelnikovV.A.,KonorovS.O.,FedotovA.B.,Timoshenko V.Yu., Zheltikov A.M.,Kashkarov P.K., Ivanov D.A.,Petrov G.I., Yakovlev V.V. Linear and nonlinear optical anisotropy ofamorphous oxidized silicon lms induced by a network of pores // Phys.Rev. B. 2006. V. 73, No. 11.
P. 115337-1 - 115337-5.19. Golovan L. A., Ivanov D. A., Melnikov V. A., Timoshenko V. Yu.,Zheltikov A. M., Kashkarov P. K., Petrov G. I., Yakovlev V. V. Formbirefringence of oxidized porous silicon // Appl. Phys. Lett. - 2006. V.88, No. 12. P.241113-1 - 241113-3.20. Salonen J., Lehto V.-P., Laine E. Thermal oxidation of free-standingporous silicon lms // Appl Phys. Lett. 1997. V. 70, No. 5 . P. 637-639.21. Unagami T. Oxidation of Porous Silicon and Properties of Its Oxide Film// Jpn. J. Appl. Phys.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
