Диссертация (1149651), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Облучение эпитаксиальных структур с одиночными квантовыми ямамиInGaAs/GaAs сфокусированным пучком ионов He+ 35 кэВ, а также предварительное облучение подложек GaAs до эпитаксиального роста сфокусированным пучком ионов Ga+ 30 кэВ и последующий эпитаксиальныйрост одиночных квантовых ям InGaAs/GaAs, позволяют создавать резонансные дифракционные оптические элементы.4. Полученные в методе последовательных приближений аналитические выражения для решения задачи о рассеянии света на пространственно модулированной квантовой яме позволяют описать спектральные, угловые итемпературные особенности регистрируемых в эксперименте сигналов отражения и дифракции, и их зависимость от параметров пространственноймодуляции.Научная новизна и практическая ценностьВпервые были получены следующие результаты:1.
Изучено воздействие облучения ионами 30 кэВ Ga+ и 35 кэВ He+ с поверхностными дозами < 1012 1/см2 на резонансные оптические свойстваквантовых ям InGaAs/GaAs.2. Продемонстрирован метод создания экситонных дифракционных решеток с помощью облучения пучком ионов 35 кэВ He+ квантовых ямInGaAs/GaAs после эпитаксиального роста.3. Продемонстрирован метод создания экситонных дифракционных решетокс помощью роста квантовых ям InGaAs/GaAs на подложке GaAs, модифицированной облучением пучком ионов 30 кэВ Ga+ .Одной из возможных областей применения дифракционных оптическихэлементов, созданных с использованием описанных в работе методов, является замена традиционных дифракционных оптических элементов, например, дифракционных решеток ввода, используемых для наблюдения экситонполяритонов в плоских волноводах полного внутреннего отражения [15, 16] или10плазмон-поляритонов в гибридных металл-диэлектрических структурах с квантовыми ямами [17].Поддержка работыРабота была поддержана из следующих источников:• Грант РФФИ 14-02-31617 мол_а ”Латеральная фрагментация наноструктур с квантовыми ямами” (2014 – 2015).• Грант для молодых ученых от компании Carl Zeiss ”Lateral fragmentationof quantum wells by focused ion beam” (2014).• Грант РФФИ 15-52-12016 ннио_а ”Переходные процессы в четырехволновом смешении с участием спинов” (2015).• Грант РФФИ 15-02-07668 а ”Экситон-поляритоны в плоских волноводахполного внутреннего отражения” (2015 – 2016).• Междисциплинарный проект G-RISC DAAD ”Combined optical andstructural investigation of GaAs/AlGaAs single quantum well quality”, выполненный в IV.
Physikalisches Institut, Georg-August-Universitat, г. Гёттинген,Германия (2010).• НИР из средств СПбГУ (Мероприятие 2) 11.38.67.2012, ”Эффекты пространственной и временной разупорядоченности в оптике фотонных кристаллов и наноструктур”, руководитель – Запасский В.С. (2012-2014).• Грант для молодых ученых от компании Carl Zeiss ”Исследование резонансного упругого рассеяния света на искусственно созданных неоднородностях в одиночных GaAs квантовых ямах”, руководитель – ПолтавцевС.В.
(2009).Работа была выполнена с использованием оборудования Ресурсных центров ”Нанофотоника” и ”Нанотехнологии” Научного парка СПбГУ.11Степень достоверности и апробация работыТеоретические результаты получены путем последовательного решения уравнений Максвелла для изучаемой системы. Их достоверность подтверждается совпадением с известными из литературы результатами для систем, являющихсяпредельными случаями изучаемой, а также совпадением с наблюдаемыми экспериментальными зависимостями.Достоверность использованного для моделирования рассеяния ионов методом Монте-Карло программного пакета SRIM подтверждается известным излитературы соответствием предсказаний моделирования с экспериментальными наблюдениями во многих областях физики.Достоверность экспериментальных результатов обеспечивается, вопервых, использованием новейшего оборудования: установки молекулярнопучковой эпитаксии SVTA, установки для облучения образцов сфокусированным пучком ионов галлия Zeiss Crossbeam 1540XB и одного из первых в Европе сканирующих гелиевых ионных микроскопов Zeiss ORION, гелиевого криостата замкнутого цикла Cryomech, лазера Spectra Physics Tsunami.
Во-вторых,высочайшим уровнем развития методики эпитаксиального роста в Лаборатории физики и технологии эпитаксиальных наноструктур кафедры ФотоникиФизического факультета СПбГУ, а также развитием методик нанообработки иоптической характеризации таких структур.Работа была представлена на 16-ти международных и всероссийских конференциях:1.
Температурные зависимости дифракции и отражения резонансной дифракционной решетки на основе InGaAs/GaAs квантовой ямы / Беляев Л.Ю., Капитонов Ю.В. [и др.] // IX Международная конференция молодых ученых и специалистов ”Оптика-2015”, Санкт-Петербург. — 2015.2. Temperature behavior of the reflection and diffraction spectra of resonantgrating based on the InGaAs/GaAs quantum wells / Beliaev L.Yu.,Kapitonov Yu.V. [и др.] // 3rd International Conference on QuantumTechnologies, Москва. — 2015.123. InGaAs/GaAs quantum well modification by focused ion beam /Kapitonov Yu.V. [и др.] // Ion-surface interactions (ISI-2015), Москва. —2015.4. Pre- and post-epitaxial III-V quantum wells modification by focused ion beam:resonant diffraction gratings / Kapitonov Yu.V. [и др.] // 18th EuropeanMolecular Beam Epitaxy Workshop, Канацеи, Италия.
— 2015.5. Lateral fragmentation of InGaAs/GaAs single quantum wells by He+implantation / Kapitonov Yu.V. [и др.] // Nonlinear Optics and ExcitationKinetics in Semiconductors (NOEKS-12), Бремен, Германия. — 2014.6. Lateral fragmentation of InGaAs/GaAs quantum wells by He+ implantation/ Kapitonov Yu.V. [и др.] // Physics of Light-Matter Coupling inNanostructures (PLMCN-2014), Монпелье, Франция. — 2014.7. Lateral fragmentation of InGaAs/GaAs quantum wells by He+ implantation/ Kapitonov Yu.V.
[и др.] // 22nd Int. Symp. ”Nanostructures: Physics andTechnology”, Санкт-Петербург. — 2014.8. Spectrally selective diffractive optical elements based on InGaAs/GaAsquantum wells implanted by He+ ion beam / Kapitonov Yu.V. [и др.] // Stateof-the-art Trends of Scientific Research of Artificial and Natural Nanoobjects(STRANN-2014), Санкт-Петербург.
— 2014.9. Spectrally selective diffraction grating based on 2D-exciton resonance inInGaAs/GaAs single quantum well / Kapitonov Yu.V. [и др.] // 13thInternational Conference ”Optics of Excitons in Confined Systems” (OECS13), Рис, Италия. — 2013.10. Spectrally selective diffraction grating based on 2D-exciton resonance inInGaAs/GaAs single quantum wells / Kapitonov Yu.V.
[и др.] // 21stInternational Symposium ”Nanostructures: Physics and Technology”, СанктПетербург. — 2013.11. Resonant diffraction grating based on InGaAs/GaAs quantum wells /Kapitonov Yu.V. [и др.] // 20th Int. Symp. ”Nanostructures: Physics and13Technology”, Нижний Новгород. — 2012.12. Кожаев М.А., Капитонов Ю.В., Петров В.В. Резонансные дифракционные решетки на основе InGaAs/GaAs квантовых ям // Тринадцатая всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и наноэлектронике, Санкт-Петербург.— 2011.13. Кожаев М.А., Капитонов Ю.В. Резонансная решетка на основеInGaAs/GaAs квантовых ям // Международная студенческая конференция ”Физика и прогресс”, Санкт-Петербург.
— 2011.14. Капитонов Ю.В., Кожаев М.А. Влияние ионно-лучевой литографииподложки на оптические свойства эпитаксиальных гетероструктур сInGaAs/GaAs квантовыми ямами // Конференция молодых ученых ”ФизикА.СПб”, Санкт-Петербург. — 2011.15. Капитонов Ю.В. Исследование экситонных свойств InGaAs/GaAs квантовых ям, облученных высокоэнергетичным ионным пучком // Международная конференция молодых ученых и аспирантов IЕФ-2011, Ужгород,Украина.
— 2011.16. Капитонов Ю.В. Ионная нанолитография // Международная конференция ”Приоритетные направления научных исследований нанообъектов искусственного и природного происхождения” STRANN-2009, СанктПетербург. — 2009.ПубликацииМатериалы диссертации опубликованы в 3-х статьях в рецензируемых изданиях, индексируемых базами данных Scopus и Web of Science:1. Ion-beam-assisted spatial modulation of inhomogeneous broadening of aquantum well resonance: excitonic diffraction grating / Kapitonov Yu.V. [идр.] // Optics Letters. — 2016. — Vol. 41. — No. 1.
— Pp. 104-106.142. Effect of irradiation by He+ and Ga+ ions on the 2D-exciton susceptibility ofInGaAs/GaAs quantum-well structures / Kapitonov Yu.V. [и др.] // Phys.Status Solidi B. — 2015. — Vol. 252. — No. 9. — Pp. 1950–1954.3. Spectrally selective diffractive optical elements based on 2D-exciton resonancein InGaAs/GaAs single quantum wells / Kapitonov Yu.V. [и др.] // Phys.Status Solidi B.
— 2013. — Vol. 250. — No. 10. — Pp. 2180–2184.Личный вклад автораТеоретические результаты получены автором лично. Рост эпитаксиальныхструктур был выполнен ростовой группой Ресурсного центра СПбГУ ”Нанофотоника” в составе Петрова В.В., Ефимова Ю.П., Елисеева С.А. и Долгиха Ю.К.по чертежам автора. Облучение образцов ионами галлия было выполнено автором лично, ионами гелия — Петровым Ю.В.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
