LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Електроніка. Обчислювальна техніка → Фотостимульовані процеси в халькогенідних склоподібних напівпровідниках та їх застосування для отримання голограмних оптичних елементів

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ФІЗИКИ НАПІВПРОВІДНИКІВ




СТРОНСЬКИЙ ОЛЕКСАНДР ВОЛОДИМИРОВИЧ



УДК 539.213.2; 535.853.31; 621.315.592



ФОТОСТИМУЛЬОВАНІ ПРОЦЕСИ В ХАЛЬКОГЕНІДНИХ

СКЛОПОДІБНИХНАПІВПРОВІДНИКАХ ТАЇХ ЗАСТОСУВАННЯ

ДЛЯ ОТРИМАННЯ голограмнИх оптичНих ЕлементІв




01.04.10 - фізика напівпровідників та діелектриків




Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня доктора

фізико-математичних наук





Київ – 2001







Дисертацією є рукопис


Робота виконана в Інституті фізики напівпровідників Національної академії наук України


Науковий консультант:

доктор технічних наук, професор, член-кореспондент НАН України

ОлексенкоПавло Феофанович

Інститут фізики напівпровідників НАН України, заступник директора


Офіційні опоненти:


доктор фізико-математичних наук, професор, член-кореспондент НАН України

Блонський Іван Васильович,

Інститут фізики НАН України, заступник директора;


доктор фізико-математичних наук, професор

Фекешгазі Іштван Вінцейович,

Інститут фізики напівпровідників НАН України, завідувач відділом;


доктор фізико-математичних наук, професор;

Поперенко Леонід Володимирович,

Київський Національний університет імені Тараса Шевченка, завідувач кафедри


Провідна установа:

Ужгородський національний університет, кафедра твердотільної електроніки, м. Ужгород


Захист відбудеться __26____ ___жовтня_______________2001 р. о 1415 на засіданні спеціалі-зованої вченої ради Д 26.199.02 при Інституті фізики напівпровідників НАН України за адресою: Київ 03028, проспект Науки, 45.


З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту фізики напівпровідників НАН України за адресою: Київ, 03028, проспект Науки 45.


Автореферат розісланий __24___ _____вересня____________ 2001 р.


Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Іщенко С.С.

доктор фізико-математичних наук







ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ


Актуальність теми. Науковий напрямок, який повязаний з розробкою реєструючих середовищ для голографії, на даний час активно розвивається. Цей напрямок безпосередньо впливає на створення та впровадження в оптичне приладобудування нової елементної бази - дифракційних оптичних елементів. Дифракційні оптичні елементи (ДОЕ) останнім часом досить широко розповсюджені. Причому, області, які включають запис та збереження інформації, інфрачервону оптику, оптичну сенсорику, голографію, дифракційну оптику та ін., та обєми їх застосування постійно розширюються. Основними перевагами ДОЕ (в тому числі і отриманих з використанням голографічного способу), які обумовлюють зростаючий до них інтерес розробників оптичної техніки, є компактність, мала вага, сумісність з планарною технологією, можливість ефективного керування оптичними властивостями, в тому числі і корекції аберацій, оптимізації інтенсивністних та фазових характеристик світлового пучка, розщеплення вихідного світлового потоку на чисельні пучки з однаковою чи з необхідною градацією інтенсивності, керування поляризаційними властивостями. Важливою перевагою є також можливість масового виробництва за допомогою процесів копіювання, що призводить до суттєвого зниження їх собівартості. Слід також відзначити, що поверхня, на якій знаходиться ДОЕ, може бути довільною. ДОЕ притаманні властивості та можливості, яких не має у звичайних оптичних елементів, що дозволяє виконувати ширший клас перетворень хвильових фронтів та зображень. Голограмний оптичний елемент (ГОЕ) - це дифракційний оптичний елемент, виготовлений голографічними методами (записом інтерференційної картини, сформованої обєктним і опорним пучками). Головною метою при виготовленні ГОЕ є визначення оптичної системи, яка може забезпечити необхідну інтерференційну картину з потрібними характеристиками, і наявність реєструючого середовища, спроможного забезпечити перетворення інтерференційної картини у необхідний поверхневий рельєф. При цьому важливе значення мають процеси, що забезпечують отримання необхідного поверхневого рельєфу (параметри реєструючого середовища, умови експонування та селективного травлення і т.ін.). При виборі реєструючого середовища для отримання ГОЕ необхідно враховувати такі його властивості як величина світлочутливості матеріалу, відношення сигнал/шум, спектральна чутливість, стабільність по відношенню до оточуючого середовища і, саме головне, максимальна дифракційна ефективність, яку можна реалізувати на його основі.

В останні 20 років у звязку з широким розвитком спектральних методів досліджень дифракційні гратки як один із типів ГОЕ у зростаючих обємах застосовуються при вирішенні різноманітних задач науки та техніки. Голографічний метод виготовлення дифракційних граток, в якому реєструється інтерференційна картина від двох когерентних джерел, дав можливість створити гратки з деякими новими властивостями (низький рівень розсіяного світла, відсутність дефектів, типових для нарізних граток, та ін.), що вигідно відрізняють їх від традиційних нарізних. Переваги голографічного методу виготовлення граток у порівнянні з процесом нарізки граток повязані з особливостями технологічного процесу, структурою інтерференційної картини, що записується одночасно по всій поверхні реєструючого середовища (що призводить до суттєвого зниження часу отримання голограмної дифракційної гратки у порівнянні з нарізними гратками) завдяки високої когерентності лазерного випромінювання. Голограмні дифракційні гратки (ГДГ) не мають періодичних похибок, чистота спектрів, що отримуються з їх використанням, вища, ніж у нарізних, можливе виготовлення граток великих розмірів та з великою частотою штрихів на поверхнях різної форми.

Як вже було зазначено вище, ключовою проблемою при виготовлені ГОЕ є наявність реєструючого середовища, спроможного забезпечити перетворення інтерференційної картини у необхідний поверхневий рельєф. Завдяки аморфній структурі і, відповідно, надзвичайно високій роздільній здатності та чутливості до широкого спектру випромінювань (УФ, видима і ближня ІЧ область, рентгенівське і синхротронне випромінювання, потоки електронів та іонів), халькогенідні склоподібні напівпровідники (ХСН) виявилися одними з найперспективних матеріалів і широко досліджувались на протязі декількох десятиріч. Ці матеріали мають аморфну структуру, їм притаманний широкий спектр різноманітних фотоіндукованих явищ та широкий діапазон можливих застосувань. Фотоіндуковані зміни в шарах ХСН мають дві компоненти: реверсивну і нереверсивну. У бінарних ХСН незворотні зміни суттєво перевищують зворотні. Фізична природа процесів, що відбуваються при згаданих фотоіндукованих змінах, вивчена ще недостатньо. Використання шарів ХСН як реєструючих середовищ для запису рельєфно-фазових голограм переважно повязано з незворотними змінами, які досліджувалися в цій роботі. Шари ХСН добре розчинюються в багатьох розчинниках. Після опромінення швидкості процесу розчинювання плівок ХСН змінюються, що робить можливим отримання різних поверхневих рельєфів. До початку даної роботи було виконано значний обєм досліджень фотостимульованої взаємодії в системах ХСН-метал та їх практичного застосування як середовищ для голограмної оптики. Проте ряд проблем як у вивченні фізики явищ фотостимульованої міграції атомів металу в ХСН, так і в практичних застосуваннях при отриманні голограмних оптичних елементів на основі систем ХСН-метал,