Проявление эффектов локального поля в оптических свойствах пористых полупроводников и диэлектриков

• Автор: Мельников, Василий Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 149 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ:

Список используемых сокращений и обозначений

ГЛАВА 1. ПОРИСТЫЕ СРЕДЫ - НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ДЛЯ

ФОТОНИКИ. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Образование пористой структуры при травлении полупроводников и анодном окислении металлов: методика получения, структура и общие свойства А »5

1.1.1. Особенности порообразования в полупроводниках при их электрохимическом травлении

1.1.2. Формирование и структура пористого фосфида галлия

1.1.3. Формирование и структура пористого кремния

1.1.4. Окисление пористого кремния. Структура окисленного пористого кремния

1.1.5. Особенности образования и строения пористого оксида алюминия

4и 1.2. Оптические свойства пористых сред
1.2.1. Модели эффективной среды
1.2.2. Модели эффективной среды с анизотропией формы
1.2.3. Применение моделей эффективной среды для описания линейных оптических свойств пористого кремния
1.2.4. Описание нелинейного отклика композитных сред в рамках модели эффективной среды
1.2.5. Рассеяние света в случайно-неоднородных средах
1.2.6. Диффузионное приближение для многократного рассеяния в случайно-^ неоднородных средах
1.2.7. Слабая и андерсоновская локализация света
1.2.8. Пористый фосфид галлия и локализация света
1.3. Выводы из обзора литературы и постановка задачи
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВ И ИХ СТРУКТУРНЫЕ СВОЙСТВА

2.1. Методика получения окисленного пористого кремния и его структурные свойства
2.2. Методика изготовления мембран на основе пористого анодного оксида алюминия
2.3. Методика осаждения СбБ в пористый окисленный кремний и пористый оксид алюминия
2.4. Методика изготовления слоев пористого фосфида галлия и их структурные свойства
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ОПТИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ
3.1. Измерение спектров пропускания и отражения. Определение показателя преломления и величины двулучепреломления
3.2. Генерация гармоник
3.3. Оптическое гетеродинирование
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
4.1. Двулучепреломляющие среды на основе пористых полупроводников и диэлектриков
4.1.1. Двулучепреломление формы в слоях пористого оксида алюминия
4.1.2. Анизотропия линейных оптических свойств окисленного пористого кремния
4.1.2.1 Анализ ИК спектров пропускания пористого кремния на различных стадиях его окисления
4.1.2.2 Оптические параметры пористого кремния
4.1.2.3 Оптические параметры окисленного пористого кремния.
Дву луч е преломлен ие
4.1.2.4 Дисперсия показателя преломления окисленного пористого кремния
4.1.3. Оптическая анизотропия в пористом фосфиде галлия
4.2. Эффекты локализации света в упорядоченных и случайно-разупорядоченных пористых средах
4.2.1. Фотонно-кристаллические свойства пористого оксида алюминия
4.2.2. Локализация света в пористом фосфиде галлия
4.3. Использование метода генерации оптических гармоник и комбинационного рассеяния света для изучения эффектов локального поля в пористых полупроводниках и диэлектриках
4.3.1. Генерация третьей гармоники в двулучепреломляющем окисленном пористом кремнии. Фазовое согласование. Нелинейная анизотропия
4.3.1.1 Теоретический анализ генерации третьей гармоники в двулучепреломляющем окисленном пористом кремнии
4.3.1.2 Фазовое согласование в двулучепреломляющем окисленном пористом кремнии
4.3.1.3 Анализ ориентационных зависимостей третьей гармоники в двулучепреломляющем окисленном пористом кремнии. Нелинейная анизотропия
4.3.2. Генерация третьей гармоники в слоях пористого оксида алюминия и окисленного пористого кремния, заполненных Сб8
4.3.3. Увеличение эффективности генерации второй гармоники и комбинационного рассеяния света в пористом ОаР за счет эффектов локализации света
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
Коэффициент г/1 в уравнении диффузии описывает скорость поглощения энергии и связан с коэффициентом поглощения среды ка:
га=/’/(Зка./)г)
(1.32)
Необходимо отметить, что приближение диффузии справедливо для слабо поглощающих сред, когда градиент плотности энергии мал.
Для решения уравнения диффузии необходимо задать граничные условия, которые для рассеивающего слоя толщиной Ь в простейшем случае имеют вид:
1.2.7. Слабая и андерсоновская локализация света
Характер распространения волн в случайно-неоднородной среде зависит от ее рассеивающей силы, которой соответствует параметр ?Лц- В классическом диффузном приближении Ыв« и фазы рассеянных волн не коррелируют между собой. Распространение волн может быть описано как диффузия плотности энергии волны (плотности квантов поля). С ростом степени разупорядоченности системы, длина рассеяния уменьшается. Когда параметр Шв< 1 корреляция между рассеянными волнами приводит к их интерференции, которая замедляет среднюю скорость транспорта световой энергии. В этом случае говорят о слабой локализации света. Рассеянные волны, пришедшие в некоторую точку среды, могут сложиться в зависимости от разности фаз между ними либо конструктивно, либо деструктивно. Однако эти вклады, как правило, равновероятны, поэтому интерференционные эффекты не заметны. Слабая локализация наблюдается в том случае, если в среде возникают обратимые замкнутые оптические пути, когда две рассеянных волны возвращаются обратно к рассеивателю по одинаковому пути, но в противоположных направлениях. Поскольку разность фаз между ними отсутствует, они интерферируют конструктивно, что приводит к увеличению интенсивности поля в этой точке вдвое. Это возможно в том случае, если для рассеянной на частице волны вероятность повторно вернуться к той же частице в результате многократного рассеяния выше вероятности рассеяться в другом направлении.
При достижении параметром Мц критической величины порядка 1, транспорт волн определенной длины прекращается в результате интерференционных
(1.33)