Автореферат (1104451), страница 5
Текст из файла (страница 5)
10. Спектр коэффициента поглощения монокристалла ZnGeP2 в поляризации Ec, где крупные символы — калибровочные данные СБММ-измерений, 1 — область реализованной генерации монохроматического сигнала [3], 2 — область реализованной генерации широкополосного сигнала [4].Таким образом, в данной главе получены спектры действительной ε'() и мнимойε''() частей диэлектрической проницаемости.
Рассчитаны спектры (), непосредственноотражающие поглощение электромагнитных волн ТГц-ИК-диапазона в исследуемом кристалле. В этих спектрах приведена точная калибровка данными СБММ- измерений, которая однозначно характеризует поглощение в данном материале. Показано, что облучениеэлектронами с энергией 4 МэВ и дозой 1,8·1017 см-2 не приводит к изменению поглощенияТГц-излучения, а охлаждение образца до 80–100 К снижает это поглощение в 3 раза.ЗаключениеВ диссертационной работе получены экспериментальные данные по поглощениюэлектромагнитных волн терагерцового диапазона в нелинейно-оптическом монокристаллеZnGeP2 с применением методов ЛОВ- и ИК-спектроскопии. На основании анализа информации с помощью дисперсионных моделей определены механизмы, ответственные заэто поглощение в частотном интервале 5–350 см-1, соответствующем области генерацииТГц-сигнала в кристалле при его накачке лазерным излучением.
Показано, что облучение22электронами не приводит к ухудшению оптических и диэлектрических характеристик образца в области генерации, а охлаждение образца до 80–100 К снижает коэффициент поглощения в 3 раза. Полученные спектры поглощения и диэлектрические параметры монокристалла ZnGeP2 являются критически важными при проектировании и разработке устройств генерации как монохроматического, так и широкополосного терагерцового излучения с использованием данного материала.Основные выводы работы состоят в следующем:1.
Впервые проведено методами ТГц- и ИК-спектроскопии экспериментальное исследование механизмов поглощения электромагнитных ТГц-волн в кристалле ZnGeP2. Получены спектры пропускания и отражения монокристалла ZnGeP2, необлученного иоблучённого электронами с энергией 4 МэВ и дозой 1,8·1017 см-2, в диапазоне частот 5– 5 000 см-1 и в широком интервале температур 10–300 К.2. Доказано, что поглощение электромагнитных волн монокристаллом ZnGeP2 в диапазоне частот 5–350 см-1 формируется однофононными и в значительной степени двухфононными разностными процессами.3.
Показано, что свободные носители формируют вклад друдевского типа в динамическую проводимость, который на 2–4 порядка ниже вкладов фононной компоненты идвухфононных разностных процессов. Влияние свободных носителей на формирование функции отклика в ТГц-диапазоне пренебрежимо мало.4. Определено путём сопоставления данных для облучённого и необлучённого образцовZnGeP2, что облучение кристалла электронами с энергией 4 МэВ и дозой 1,8·1017 см-2приводит к уменьшению коэффициента оптического преломления материала на ~1,6%(диэлектрической проницаемости на ~3%).
При этом не обнаружено дополнительныхполос поглощения в ТГц-диапазоне, вызванных этим облучением.5. Показано, что эффективное снижение поглощения излучения ТГц-диапазона происходит при охлаждении образца до температуры 80–100 К. При дальнейшем снижениитемпературы остаточное поглощение не изменяется.Публикации в рецензируемых журналахА1. G.A. Komandin, S.V.
Chuchupal, S.P. Lebedev, Y.G. Goncharov, A.F. Korolev, O.E.Porodinkov, I.E. Spektor, A.A. Volkov. BWO generators for terahertz dielectric measurements // IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology, 2013, V. 3, No. 4, pp.440-444.23А2. С.В. Чучупал, Г.А. Командин, Е.С. Жукова, А.С. Прохоров, О.Е. Породинков, И.Е.Спектор, Ю.А. Шакир, А.И. Грибенюков. Механизмы формирования потерь в нелинейно-оптических кристаллах ZnGeP2 в терагерцевой области частот // Физика твёрдого тела, 2014, Т. 56, № 7, с. 1338-1344.А3. С.В.
Чучупал, Г.А. Командин, Е.С. Жукова, О.Е. Породинков, И.Е. Спектор, А.И.Грибенюков. Влияние облучения электронами монокристаллов ZnGeP2 на терагерцевые потери в широком интервале температур // Физика твёрдого тела, 2015, Т. 57, №8, с. 1467-1472.А4. А.С. Ермолов, Г.Н. Измайлов, А.С.
Кузьмин, С.П. Лебедев, Ю.А. Митягин, В.Н.Мурзин, С.В. Чучупал. Измерение коэффициентов пропускания образцов новых материалов в субтерагерцовом диапазоне частот // Измерительная техника, 2015, № 2,с. 35-37.Публикации в трудах конференцийА5. S.V. Chuchupal, G.A. Komandin, A.I. Gribenyukov. The absorption of terahertz electromagnetic waves in non-linear chalcopyrite material ZnGeP2 // TERA-2012 (20-22 June2012, Moscow), Abstract Book, p. 77.А6. С.В. Чучупал, Е.С. Жукова, О.Е.
Породинков, Г.А. Командин, Ю.А. Шакир, А.И.Грибенюков, Б.П. Горшунов, А.С. Прохоров. Поглощение электромагнитных волнсубмиллиметрового и инфракрасного диапазонов в облучённых нелинейнооптических кристаллах ZnGeP2 // IX Всероссийский семинар по радиофизике миллиметровых и субмиллиметровых волн (26 февраля — 1 марта 2013 г., Нижний Новгород), тезисы докладов, с. 99-100.А7. С.В. Чучупал, Е.С. Жукова, О.Е. Породинков, Г.А. Командин, Ю.А. Шакир, А.И.Грибенюков. Взаимодействие электромагнитного излучения терагерцового диапазона с нелинейно-оптическими кристаллами ZnGeP2 // Сборник трудов участников XIVВсероссийской школы-семинара «Физика и применение микроволн» («Волны-2013»,20–25 мая 2013 г., Можайск).
Секция 7. Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом, c. 46-48.А8. С.В. Чучупал, Е.С. Жукова, О.Е. Породинков, Г.А. Командин, Ю.А. Шакир, А.И.Грибенюков. Взаимодействие электромагнитного излучения терагерцового диапазона с нелинейно-оптическими кристаллами ZnGeP2 // Учёные записки физическогофакультета Московского университета, 2013, № 5, с. 160-162.А9. С.В. Чучупал, Г.А. Командин, Е.С. Жукова, О.Е. Породинков, Ю.А.
Шакир, А.И.Грибенюков, И.Е. Спектор. Изучение механизмов поглощения в облучённых нели24нейно-оптических кристаллах ZnGeP2 в терагерцовом диапазоне частот // Сборниктрудов участников XIV Всероссийской школы-семинара «Волновые явления в неоднородных средах» («Волны-2014», 26–31 мая 2014 г., Можайск). Секция 4. Спектроскопия и томография, c. 22-23.А10. С.В. Чучупал. Механизмы взаимодействия терагерцового излучения c нелинейнооптическими кристаллами ZnGeP2 // Сборник трудов участников XV Всероссийскойшколы-семинара «Физика и применение микроволн» имени А.П. Сухорукова(«Волны-2015», 1–6 июня 2015 г., Москва/Можайск). Секция 4. Радиофотоника, с.53-54.Список цитированной литературы1. G.Kh.
Kitaeva. Terahertz generation by means of optical lasers // Laser Physics Letters,2008, V. 5, No. 8, pp. 559-576.2. В.Г. Воеводин, В.А. Чалдышев. Исследование тройных полупроводников A 2 B4 C52 //Вестник ТГУ, 2005, Т. 285, № 63, с. 63-73.3. V.V. Apollonov, A.I. Gribenyukov, V.V. Korotkova, A.G. Suzdal'tsev, Yu.A. Shakir.
Subtraction of the CO2 laser radiation frequencies in a ZnGeP2 crystal // Quantum Electronics,1996, V. 26, No. 5, pp. 469-470.4. J.D. Rowley, J.K. Pierce, A.T. Brant, L.E. Halliburton, N.C. Giles, P.G. Schunemann, A.D.Bristow. Broadband terahertz pulse emission from ZnGeP2 // Optics Letters, 2012, V. 37, No.5, pp. 788-790.5. В.В. Войцеховский, А.А. Волков, Г.А. Командин, Ю.А. Шакир. Диэлектрическиесвойства ZnGeP2 в дальнем ИК-диапазоне длин волн // Физика твёрдого тела, 1995, Т.37, № 7, c. 2199-2202.6. Г.А.
Верозубова, М.М. Филиппов, А.И. Грибенюков, А.Ю. Трофимов, А.О. Окунев,В.А. Стащенко. Исследование эволюции структурных дефектов в монокристаллахZnGeP2, выращенных методом Бриджмена // Известия Томского политехническогоуниверситета, 2012, Т. 321, № 2, с. 121-128.7. V.N. Brudnyi, D.L. Budnitskii, M.A. Krivov, R.V. Masagutova, V.D. Prochukhan, Yu.V.Rud. The electrical and optical properties of 2.0 MeV electron-irradiated ZnGeP2 // PhysicaStatus Solidi (a), 1978, V.
50, No. 2, pp. 379-384.8. A.I. Gribenyukov, G.A. Verozubova, A.Yu. Trofimov, A.W. Vere, C. J. Flynn. Native pointdefect interactions in ZGP crystals under influence of e-beam irradiation // Materials Research Society Symposium Proceedings, 2003, V. 744, pp. M5.40.1- M5.40.6.259. А.И. Ритус, В.Б. Анзин, Г.А. Командин, А.А.
Волков. Экспериментальное обнаружение «конфигурационных» мод бистабильных центров в кристаллах CdF2:In // Журналэкспериментальной и теоретической физики, 2008, Т. 133, № 2, c. 380-388.10. А.И. Ритус, В.Б. Анзин, А.А. Волков. Фотодиэлектрический эффект и «конфигурационные» моды бистабильных центров в кристалле CdF2:Ga // Журнал экспериментальной и теоретической физики, 2008, Т. 134, № 3(9), c. 567-576.11. P. Drude. Zur elektronentheorie der metalle // Annalen der Physik, 1900, V.
306, No. 3, pp.566-613.12. A.S. Barker Jr., J.J. Hopfield. Coupled-optical-phonon-mode theory of the infrareddispersion in BaTiO3, SrTiO3, and KTaO3 // Physical Review, 1964, V. 135, No. 6A, pp.A1732-A1737.13. R.H. Lyddane, R.G. Sachs, E. Teller. On the polar vibration of alkali halides // Physical Review, 1941, V. 59, No. 8, pp. 673-676.14. A.S. Chaves, S.P.S. Porto. Generalized Lyddane-Sachs-Teller relation // Solid State Communications, 1973, V. 13, No. 7, pp.
865-868.15. L. Merten, G. Lamprecht. Directional dependence of extraordinary infrared oscillator parameters of uniaxial crystal (I) // Physica Status Solidi (b), 1970, V. 39, No. 2, pp. 573-580.16. M. Lax. Quantum relaxation, the shape of lattice absorption and inelastic neutron scatteringlines // Journal of Physics and Chemistry of Solids, 1964, V.
25, No. 5, pp. 487-503.17. R. Stolen, K. Dransfeld. Far-infrared lattice absorption in alkali halide crystals // PhysicalReview, 1965, V. 139, No. 4A, pp. 1295-1303.18. M. Sparks, D.F. King, D.L. Mills. Simple theory of microwave absorption in alkali halides// Physical Review B, 1982, V. 26. No. 12, p. 6987-7003.19. R.A. Cowley. Lattice dynamics of an anharmonic crystal // Advances in Physics, 1963, V.12, No. 48, pp. 421-480.20.
F. Gervais, B. Piriou. Anharmonicity in several-polar-mode crystals: adjusting phonon selfenergy of LO and TO modes in Al2O3 and TiO2 to fit infrared reflectivity // Journal of Physics C: Solid State Physics, 1974, V. 7, No. 13, pp. 2374-2386.21. Е.М. Гершензон, М.Б. Голант, А.А. Негирев, К.С. Савельев. Лампы обратной волнымиллиметрового и субмиллиметрового диапазонов волн. Под ред. Н.Д. Девяткова //М.: Радио и связь, 1985.22. Ю.Г. Альтшулер, А.С. Татаренко. Лампы малой мощности с обратной волной // М.:Советское радио, 1963, 296 с.23. G.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
