LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Плазмовий резонанс в ізольованих гранулах металів 3-ї групи та телуру

ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМ. В.Н. КАРАЗІНА






На правах рукопису



Бондаренко Юрій Юрійович





УДК 535.343.2











ПЛАЗМОВИЙ РЕЗОНАНС В ІЗОЛЬОВАНИХ ГРАНУЛАХ

МЕТАЛІВ 3-ї ГРУПИ ТА ТЕЛУРУ






01.04.05. – оптика, лазерна фізика









АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фізико-математичних наук







Харків – 2000

Дисертація є рукописом


Робота виконана у Харківському національному університеті

ім. В.Н. Каразіна Міністерства освіти і науки України


Науковий керівник: доктор фізико-математичних наук, професор

Шкляревський Ігор Миколайович



Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор,

провідний науковий співробітник Авдієнко Анатолій

Антонович (Фізико-технічний інститут ім. Б.І. Вєркіна

НАН України)


кандидат фізико-математичних наук, старший

науковий співробітник Муссіл Володимир Вікторович,

доцент кафедри загальної та експериментальної фізики

Національного технічного університету "Харківський

політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України


Провідна установа: Київський національний університет ім. Тараса

Шевченка; кафедра оптики, м. Київ




Захист відбудеться " 6 " квітня 2001 р. о 14 годині на засіданні

спеціалізованої вченої ради Д 64.051.03 у Харківському

національному університеті ім. В.Н. Каразіна (61077, м. Харків,

пл. Свободи, 4, ауд. ім. К.Д. Синельникова).


З дисертацією можна ознайомитися у Центральній науковій бібліотеці

Харківського національного університету ім. В.Н. Каразіна за адресою:

61077, м. Харків, пл. Свободи, 4





Автореферат розісланий " 5 " березня 2001 р.





Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради В.П. Пойда


ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. З другої половини двадцятого століття тонкошарові покриття широко застосовуються в оптичному приладобудуванні, мікроелектроніці, лазерній техніці. З'явилася нова область фізики - фізика тонкошарових покрить. Серед них особливе місце займають дисперговані металеві плівки, які складаються з набору ізольованих одна від одної гранул. Перші дослідження диспергованих плівок були проведені ще на початку нашого століття. Це, насамперед, класичні дослідження Максвелл-Гарнетта, Давіда, Шоппера стосовно аномального поглинання світла благородними металами. На жаль тоді ще не було електронної мікроскопії, тому про форму, розмір та фактор заповнення можна було лише робити припущення, які не завжди виявлялися вірними.

З появою електронної мікроскопії почалися інтенсивні дослідження оптичних властивостей гранульованих плівок, які, зазвичай, супроводжувались дослідженням структури цих плівок. Серед цих робіт особливе місце займають праці японської та французької школи фізиків.

У 1958 році була надрукована робота Хампе, в якій він пояснив появу аномального поглинання збудженням колективних коливань вільних електронів у металевих гранулах. Електрони, які знаходяться у гранулі, здійснюють коливання під дією електричного поля, яке складається з поля падаючої світлової хвилі та поля, що зумовлене поляризацією металевих гранул. Хампе переконливо показав, що всупереч теорії Максвелл-Гарнетта частота максимуму смуги поглинання залежить від розмірів гранул. Всупереч теорії Давіда-Шоппера гранули золота мають форму близьку до сферичної.

Зараз зібрано обширний експериментальний матеріал про структуру та оптичні властивості гранульованих плівок, осаджених на гладкі поверхні прозорих підкладок. У осаджених на шорсткі поверхні підшару ZnS та монокристалів NaCl та KCl гранульованих плівок металів крім звичайної смуги плазмового резонансу з'являється і високочастотна смуга. Природа цих смуг досконально ще не вивчена.

Можливе застосування гранульованих плівок у приладобудуванні та електрониці та недостатня вивченість оптичних властивостей високочастотної смуги поглинання вказують на актуальність проведеного в дисертації дослідження у галузі спектроскопія твердого тіла.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Дисертація виконана на кафедрі фізичної оптики ХНУ ім. В.Н. Каразіна в рамках НДР кафедри "Фотоіндуковані ефекти у тонких світлочутливих плівках", номер держреєстрації № 0197U002480, затвердженої відповідною постановою Міносвіти України.


Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є експериментальне отримання спектрів поглинання гранульованих плівок металів третьої групи та телуру в ультрафіолетовому, видимому та ближньому інфрачервоному діапазонах, опис та пояснення особливостей цих спектрів, а також розрахунок плазмової частоти цих матеріалів за отриманими спектрами; встановлення впливу рельєфу поверхні підкладок на структуру плівок та їх оптичні характеристики.

З цією метою необхідно було розв'язати такі задачі:

  • розробити методику отримання шорстких поверхонь монокристалів NaCl та KCl, характерні розміри шорсткостей яких були б за порядком величини сумірні з довжиною хвилі падаючого випромінювання;

  • розробити методику осадження гранульованих плівок, що утворюють двошарове покриття, верхній шар якого складається із невзаємодіючих одна з одною гранул з невеликим фактором заповнення;

  • розробити методику нанесення додаткового шару NaCl та KCl, завдяки чому гранули обох шарів були б "вмуровані" в NaCl та KCl;

  • виміряти спектри поглинання вихідних та покритих відповідним діелектриком гранульованих плівок металів третьої групи та телуру при нормальному та похилому падінні р-поляризованого світла;

  • розробити методику нанесення анізотропних гранулярних плівок;

  • описати отримані спектри та пояснити їх на підставі положень модифікованої теорії плазмового резонансу;

  • запропонувати та апробувати метод розрахунку плазмової частоти за даними спектрів поглинання.


Об'єкт дослідження: гранульовані плівки металів третьої групи та телуру.

Предмет дослідження:спектри поглинання гранульованих плівок металів третьої групи та телуру.

Методи дослідження. Гранульовані плівки досліджених матеріалів були отримані шляхом вакуумного осадження. Спектри поглинання досліджених плівок були отримані за спектрофотометричними методами. Структура плівок була досліджена з використанням просвітлюючої електронної мікроскопії за методом реплік. Опис та пояснення спектрів поглинання виконано на підставі модифікованої теорії плазмового резонансу.



Наукова новизна одержаних результатів

  • Вперше отримані