Диссертация (1150634), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Автором проведено численное моделированиеспектровгиперполяризуемостинаноразмернойметаллическойполусферы,покрытой диэлектриком, на подложке и разработка методики изготовлениялазерных микроструктур рекордно малого размера. Разработка методикимодификации подложки из пленки карбида кремния с целью последующеговыращивания на ней пленки нитрида алюминия была предложена авторомдиссертации. Построение математической модели для описания поляритонногоконденсата в микрорезонаторе с насыщающимся поглотителем полностьювыполнено автором диссертации. Автором на основе системы кинетическихуравнений и микроскопических уравнений для носителей зарядов впервыетеоретически описан электрически накачиваемый поляритонный лазер, а также напримере поляритонного лазера на нитридной структуре продемонстрированыприменимость и возможности разработанного подхода.Публикации по теме диссертации:[A1] Karpov, D.
V. Operation of a semiconductor microcavity under electric excitation/ D. V. Karpov and I. G. Savenko // Applied Physics Letters — 2016—V. 109 — №. 6—P. 06111012[A2] Karpov, D. V. Dissipative soliton protocols in semiconductor microcavities atfinite temperatures / D. V. Karpov, I. G. Savenko, H. Flayac, and N. N. Rosanov, //Physical Review B —2015—V. 92 —P.
075305[A3] Karpov, D. V. Second harmonic generation from hemispherical metal nanoparticlecovered by dielectric layer / D.V. Karpov, S. A. Scherbak, Y.P. Svirko and A.A. Lipovskii// Journal of Nonlinear Optical Physics & Materials—2016 — V. 25 — P. 1650001[A4] Chervinskii, S. Revealing the nanoparticles aspect ratio in the glass-metalnanocomposites irradiated with femtosecond laser / S. Chervinskii, R. Drevinskas, D.
V.Karpov, M. Beresna, A. A. Lipovskii, Yu. P. Svirko & P. G. Kazansky, // ScientificReports — 2015 — V. 5 — P. 13746[A5] Maximov, M.V. Ultrasmall microdisk and microring lasers based onInAs/InGaAs/GaAs quantum dots / M.V. Maximov, N.V. Kryzhanovskay, A.M.Nadtochiy, E.I. Moiseev, I.I. Shostak, A.A. Bogdanov, Z.F. Sadrieva, A.E. Zhukov, A.A.Lipovskii, D.V.
Karpov, J. Laukkanen, J. Tommila, // Nanoscale Research Letters —2014 — V. 9 — P. 657[A6] Жуков, А.Е. Лазерная генерация в микродисках сверхмалого диаметра/ А.Е.Жуков, Н.В. Крыжановская, М.В. Максимов, А.А. Липовский, А.В. Савельев, А.А.Богданов, И.И. Шостак, Э.И. Моисеев, Д.В. Карпов, J. Laukkanen, J. Tommila //Физика и техника полупроводников— 2016 —V. 48 —№. 12 —P. 1666-1670[A7] Bessolov, V. N.
Pendeo-epitaxy of stress-free AlN layer on a profiled SiC/Sisubstrate / V.N. Bessolov, D.V. Karpov, E. V. Konenkova , A.А. Lipovskii, A.V. Osipov,A.V. Redkov, I.P. Soshnikov, S.A. Kukushkin, Thin Solid Films —2016—V. 606 —P.74–79[A8] Редуто, И.В. Самоорганизованное выращивание малых групп наноостровковна поверхности поляризованных ионообменных стекол / И.В. Редуто, С.Д.Червинский, А.Н. Каменский, Д.В. Карпов, А.А. Липовский, // Письма в ЖТФ—2016 — V. 42 — №.
1 — P. 93-9513Тезисы конференций:[A9] Kryzhanovskaya N.V. Influece of active region and resonator design oncharacteristics of microdisk lasers / N.V. Kryzhanovskaya., Maximov M.V., NadtochiyA.M., Zhukov A.E., Moiseev E.I., Shostak I.I., Savel'ev A.V., Lipovskii A.A., KarpovD.V., Kulagina M.M., Vashanova K.A., Laukkanen J., Tommila J. // IEEE 2014International Conference Laser Optics, St. Petersburg; Russian Federation, 30 June - 4July 2014[A10] Kryzhanovskaya N.V. High-temperature lasing and control of emission spectra inmicrodisk and microring lasers with quantum dots / N.V.
Kryzhanovskaya, MaximovM.V., Mukhin I.S., Zhukov A.E., Moiseev E.I., Shostak I.I., Savelyev A.V., BogdanovA.A., Lipovskii A.A., Karpov D.V., Laukkanen J., Tommilla J. // IEEE 2014 InternationalSemiconductor Laser Conference, Palma de Mallorca Spain, 7 - 10 September 2014Апробация работыОсновные результаты, изложенные в диссертации, докладывались на cследующихмеждународных конференциях: Northern Optics & Photonics 2015, Lappeenranta, Finland; Optics and Photonics Days conference, Turku, Finland, May 20-22, 2014; XII international conference on Nanostructured Materials, July 13 – 18, 2014,Moscow, Russia; 24th International Semiconductor Laser Conference, 7 - 10 September 2014, Palmade Mallorca Spain; International Conference Laser Optics, LO 2014; St. Petersburg; Russia, 30 June 4 July 2014; 1st International School and Conference on Optoelectronics, Photonics,Engineering and Nanostructures “Saint-Petersburg OPEN 2014”; 22nd International Symposium "Nanostructures: Physics and Technology", St.Petersburg, Russia, June 23-27, 2014, Paper MPC.06o (Proceedings, pp.
221-222);14 International Nano-Optoelectronics Workshop (iNOW), St Petersburg& Luge,Russia, August 11–22, 2014;Структура работыДиссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и спискаиспользованной литературы, состоящего из 157 источников. Объём диссертации –116 страниц текста, включая 66 формул и 44 рисунка.Содержание работыВведение содержит информацию о научной новизне и актуальности темыдиссертации. Также в нем сформулированы положения, выносимые на защиту,цели и задачи работы.В первой части диссертации описаны линейные свойства плазмонныхнаноструктур и макроскопические свойства сред на основе металлическихвключений. Плазмонные резонансы в металлических наноструктурах различныхформ (сфера, пара сферических частиц, эллипсоид, полусфера) исследованы спомощью ε-метода.
Продемонстрированы возможности теории эффективнойсреды для описания спектров поглощения нанокомпозитов. На основе методасобственных значений для уравнений Максвелла рассчитана поляризуемостьэллипсоида в зависимости от аспектного отношения осей, которая определяетположение плазмонного резонанса. Используя выражение для поляризуемости, какфункцию аспектного отношения, построена теория эффективной среды длякомпозита, содержащего эллипсоидальные наночастицы, что позволило ввести ещеодну важную переменную, а именно концентрацию наночастиц, и описатьоптический спектр композита. Показано, что дисперсия поглощения композитаопределяется как эллиптичностью входящих в него наночастиц, так и ихконцентрацией, получены соответствующие аналитические выражения.15Данный подход позволил описать спектры модифицированного композита,состоящего из серебряных частиц и определить аспектное отношение изоптических спектров.
В результате удалось построить зависимость степениудлинения наночастиц, как функцию мощности пучка.Во второй части представлено разработанное автором диссертациитеоретическоеописаниегенерациивторойгармоникивплазмонныхнаноструктурах, для этих целей гидродинамическая теория электронного газа вметаллеиспользованаметаллическойдляполусферыописаниявгиперполяризуемостиквазистатическомнаноразмернойприближении.Наосноверазработанного подхода предсказано усиление генерации второй гармоники начастоте плазмонного резонанса полусферической металлической наночастицей,покрытой слоем диэлектрика, а также продемонстрирована возможность сдвигатьспектральное положение плазмонного резонанса и, соответственно максимум,гиперполяризуемости, при изменении толщины оболочки.
Также охарактеризовандоминирующий вклад острого края полусферы в генерацию второй гармоники.Втретьейчастикольцевого/дисковогодиссертацииописанаполупроводниковогометодикаизготовлениямикрорезонатораультрамалогоразмера (2мкм). Автором предложено использование первичной маски из SiO2,созданной по технологии атомно-слоевого осаждения, что обеспечивает высокоекачество покрытия, электронной литографии высокого разрешения для созданиявторичной маски, а также сухого плазменного травления GaAs наноструктуры всмеси SiCl4+Ar.
Представлена методика изготовления, которая обеспечиваетизготовление структур малого размера с малой шероховатостью боковыхповерхностей, что позволяет обеспечить высокую добротность и получитьлазерную генерацию при комнатной температуре. Для исследования лазернойгенерациивнаноструктурахиспользованамикро-фотолюминесценциярезонаторов, возбуждаемых излучением с длиной волны 0,53 мкм.Также описана разработанная методика модификации поверхности карбидакремния с помощью электронной литографии с целью оптимизации последующеговыращивания пленок нитрида алюминия. Оптимизация достигается благодаря16уменьшению механических напряжений в ячеистой структуре с шагом, лежащим внанометровом диапазон (в данном случае 200 нм).В четвертой части диссертации построена модель полупроводниковойгетероструктуры с квантовой ямой (КЯ) и насыщающимся поглотителем - такназываемый SESAM микрорезонатор.
Эффект насыщающегося поглощения вмикрорезонаторе приводит к эффективному увеличению времени жизниполяритона в области с большой плотностью частиц, что приводит к образованиюдиссипативныхсолитоновэкситонногополяритона.Последниеоченьчувствительны к фонон-поляритонному взаимодействию. Автором исследовановлияние температуры (посредством учета взаимодействия поляритонов сакустическими фононами) на устойчивость солитонов и их время жизни.
Такжепредложена методика возбуждения солитон поляритонов с помощью двухкоротких лазерных импульсов и однородной фоновой накачки, при этомфемтосекундный импульс используется для создания поляритонной плотности(когерентная накачка), а пикосекундный импульс используется для созданияпрофиля экситонов в квантовой яме (некогерентная накачка).Построенная теория поляритонного лазера при микроскопическом описанииэкситонного резервуара. На ее основе построена пороговая характеристикаполяритонного лазера на нитридной структуре (с InGaN квантовой ямой), т.е.зависимость плотности поляритонов в основном состоянии (с волновым векторомk = 0) от приложенного напряжения.172 Поверхностный плазмонный резонанс в стекло-металлическомнанокомпозитеМеталлические включения нанометрового размера в диэлектрической матрицеявляются источником усиленного локального электрического поля в окрестностивключения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
