LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

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

Разработана методика получения шероховатых поверхностей монокристаллов NaCl и KCl и осаждения на них гранулярных пленок металлов. Получены гранулярные пленки металлов 3-й группы и теллура в спектрах поглощения которых наблюдаются две полосы плазменного резонанса: низкочастотная и высокочастотная. В работе были исследованы гранулярные пленки различной эффекттивной толщины; исследовались как исходные, так и покрытые дополнительным слоем диэлектрика гранулярные пленки. С ростом эффективной толщины гранулярных пленок низкочастотная полоса смещается в низкочастотную область спектра, высокочастотная - в высокочастотную. При наклонном падении света на гранулярную пленку низкочастотная полоса расщепляется на s- и p- компоненты, высокочастотная полоса не расщепляется. При осаждении дополнительного слоя диэлектрика на гранулярную пленку обе полосы смещаются в низкочастотную область, однако высокочастотная полоса смещается значительно сильнее. При этом мощность высокочастотной полосы также увеличивается на значительно большую величину, чем мощность низкочастотной полосы. Такое поведение полос плазменного резонанса можно объяснить, если предположить, что полученные гранулярные пленки представляют собой двуслойное покрытие. Гранулы нижнего слоя глубоко проникли вглубь шероховатостей, поэтому при осаждении дополнительного слоя диэлектрика диэлектрическая постоянная e0 окружающей гранулы среды изменяется незначительно, поэтому и мощность этой полосы увеличивается незначительно. При падении линейнополяризованного света на пленку под углом уменьшается диполь-дипольное взаимодействие вследствие чего происходит расщепление полосы на s- и p- компоненты. Верхний слой составляют гранулы, которые осели на верхушках шероховатостей. Поэтому они в значительной степени окружены воздухом и эффективная диэлектрическая постоянная окружающей эти гранулы среды невелика. При осаждении дополнительного слоя диэлектрика e0 значительно увеличивается. Этим объясняется значительный рост мощности полосы, а также ее значительный сдвиг в низкочастотную область спектра. При наклонном падении света на гранулярную пленку высокочастотная полоса, в отличие от низкочастотной, не расщепляется на s- и p- компоненты. Таким образом, положение максимума высокочастотной полосы поглощения определяется частотой w0 собственных колебаний электронов в изолированных друг от друга гранулах.

У всех исследованных элементов вблизи максимума высокочастотной полосы отсутствует межзонное поглощение. Это позволяет по измеренному значению частоты w0, а также известному значению величины диэлектрической постоянной e0 среды, окружающей гранулы, рассчитать значение плазменной частоты wр. Рассчитанная таким образом плазменная частота достаточно хорошо согласуется с полученными ранее на сплошных образцах данными. Это позволяет сделать вывод, что микрохарактеристики исследованных элементов в сплошном и гранулированном состояниях совпадают.

Теллур - ковалентный полупроводник. Однако полосы поглощения исследованных гранулярных пленок теллура ведут себя аналогично полосам плазменного резонанса гранулярных пленок металлов 3-й группы и благородных металлов. В этом случае в плазменном резонансе участвуют связанные электроны, которые переходят из валентной зоны в зону проводимости.

При исследовании гранулярных пленок индия были получены образцы, полосы плазменного резонанса которых анизотропны. По данным проведенных электронно-микроскопических исследований такие гранулярные пленки состоят из цепочек гранул. Расстояние между цепочками больше, чем расстояние между гранулами в цепочке. Обнаруженная анизотропия полос поглощения связывается с наличием этих цепочек.

Ключевые слова: гранулярные пленки, плазменный резонанс, плазменная частота, полосы поглощения, дипольное взаимодействие.

Бондаренко Ю.Ю. Плазмовий резонанс в ізольованих гранулах металів третьої групи та телуру.- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.05.- оптика, лазерна фізика.- Харківський національний університет ім В.Н. Каразина, Харків, 2000.

Дисертація присвячена дослідженню плазмового резонансу, що збуджується в ізольованих гранулах металів 3-й групи і телуру. Розроблена методика отримання шорстких поверхонь монокристалів NaCl та KCl і осадження на них гранульованих плівок металів. Показано, що одночасне збудження двох смуг плазмового резонансу можливе тоді, коли плівка складається з двох невзаємодіючих шарів. Показано, що високочастотна смуга плазмового резонансу пов'язана з власними коливаннями електронів у ізольованих гранулах. Розрахована плазмова частота досліджених металів. Ця частота добре співвідноситься з плазмовою частотою, яка була отримана іншими авторами за іншими методами.

На прикладі телуру показано, що у тому випадку, коли смуга міжзонного поглинання лежить нижче від смуги плазмового резонансу, поведінка смуг плазмового резонансу така ж, як і поведінка смуг плазмового резонансу, що збуджуються у металах.

Отримані гранульовані плівки індію, смуги плазмового резонансу яких анізотропні. Електронна мікроскопія виявила, що такі гранульовані плівки складаються з ланцюжків гранул. Відстань між гранулами у ланцюжку менша за відстань між ланцюжками. Спостережена анізотропія пов'язується з присутністю цих ланцюжків у зразках.

Ключові слова: гранульовані плівки, плазмовий резонанс, плазмова частота, смуги поглинання, дипольна взаємодія.



Bondarenko Y.Yu. Plasma resonance in isolated granules of third group metals and tellurium. – Manuscript.

Thesis for a candidate's degree in physics and mathematics by speciality 01.04.05 – optics, laser physics, Kharkov National V.N. Karazin University, Kharkov, 2000.

The thesis is devoted to investigation of plasma resonance that is excited in isolated granules of third group metals and tellurium. The method is developed to obtain rough single NaCl and KCl crystals and to deposit granules metal films on it. It is shown that simultaneous excite of both absorption bands is possible when film consists of two non-interacting layers. It is shown that highfrequence band is related to natural electron oscillations in isolated granules. Plasma frequency of investigated elements is calculated. The plasma frequency is in the good agreement with plasma frequency that was obtained by other authors.

It is shown, on example of tellurium, that behavior of plasma absorption band is the same as in case of metal granular films, when interband absorption band lay lower than plasma resonance bands.

A granular films that have anisotropic plasma resonance band is obtained. Electron microscopy showed that such samples consist of chains of granules. Distance between the chains is larger than distance between granules in chains. This anisotropy is related to existence of the chains.

Key words: granular films, plasma resonance, plasma frequency, absorption bands, dipole interaction.