Спектроскопия второй гармоники в кремнии и кремниевых наночастицах

• Автор: Бессонов, Владимир Олегович
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 144 с. : ил.

Оглавление

Оглавление
Введение
Глава I
Генерация второй оптической гармоники на поверхности центросимметричных полупроводников: обзор литературы

1. Феноменологическое описание генерации второй гармоники: базовые положения

2. Генерация анизотропной второй гармоники в кремнии

3. Резонансные особенности в спектрах нелинейных оптических восприимчивостей полупроводников

4. Спектроскопия интенсивности второй гармоники в кремнии

5. Влияние внешних воздействий на генерацию второй гармоники

в кремнии
6. Цели и задачи диссертации
Глава II Генерация второй оптической гармоники, индуцированной механическими напряжениями в кремнии
1. Методы исследования механических напряжений в кремнии: постановка задачи
2. Экспериментальная установка по спектроскопии второй гармоники
3. Экспериментальные результаты
3.1. Методика создания механических напряжений в кремнии
3.2. Изменение интенсивности и спектра второй гармоники при наложении двуосного механического напряжения
Оглавление

3.3. Генерация анизотропной второй гармоники при наложении одноосного механического напряжения
4. Возможные механизмы влияния механических напряжений на генерацию второй гармоники
5. Интерпретация результатов: роль критических точек Ец и Ех зонной структуры кремния в генерации второй гармоники
Глава III
Нарушение инверсной симметрии кремния поверхностным постоянным электрическим током: генерация токоиндуцированной второй оптической гармоники
1. Феноменологическое описание генерации токоиндутщровантгой второй гармоники в полупроводниках
1.1. Механизмы нарушения инверсной симметрии в центросимметричных полупроводниках
1.2. Модель генерации токоиндуцированной второй гармоники в прямозонном полупроводнике
1.3. Распределение плотности тока внутри полупроводника: выбор параметров образцов
1.4. Симметрийный анализ генерации токоиндуцированной второй гармоники: геометрия эксперимента
2. Экспериментальное исследование генерации токоиндуцированной второй гармоники в кремнии (001)
2.1. Процедура изготовления образцов
2.2. Интерферометрия токоиндуцированной второй гармоники и зависимость интенсивности токоиндуцированной второй гармоники от плотности тока
2.3. Спектроскопия интенсивности токоиндуцированной второй гармоники
Глава IV
Оглавление З
Размерные эффекты при генерации второй гармоники в кремниевых наночастицах
1. Структуры пониженной размерности
1.1. Методы создания структур пониженной размерности
1.2. Квантово-размерные эффекты в структурах пониженной размерности
2. Оптические методы исследования кремниевых наночастиц: постановка задачи
3. Экспериментальные результаты
3.1. Процедура приготовления образцов кремниевых нано-частиц и экспериментальная установка
3.2. Спектроскопия интенсивности второй гармоники в кремниевых ианочастицах
3.3. Линейная спектроскопия кремниевых наночастиц
4. Интерпретация результатов
4.1. Аппроксимация спектров интенсивности второй гармоники, анализ результатов
4.2. Квантово-размерные эффекты при генерации второй гармоники в кремниевых наночастицах
4.3. Метод выделения спектрального контура квадратичной восприимчивости кремниевых нанокристаллитов с учетом эффектов запаздывания и многолучевой интерференции
Заключение
Список литературы
Вторая гармоника при механических напряжениях в кремнии

ный резонанс прямых переходов в окрестности критических точек Ед и Ех зонной структуры кремния. Во-вторых, принцип работы лазера в импульсном режиме генерации таков, что его излучение является одномодовым. Это позволяет фокусировать луч в пятно маленького диаметра, порядка десятков микрон, что важно для всего ряда поставленных в диссертации задач.
Схема экспериментальной установки представлена на рис. 4. Выходящий из лазера луч попадает на светоделительнуго пластинку, которая отводит часть излучения (порядка 1.5 %) в канал сравнения. Прошедший через пластинку луч попадает на двойной ромб Френеля, который позволяет поворачивать линейную поляризацию излучения на 90°. Затем, при помощи призмы Глана устанавливается я- или р- поляризация излучения накачки. Далее излучение накачки проходит через фильтр КС 695 толщиной 3 мм, подавляющий засветку от аргонового лазера, и при помощи короткофокусной линзы фокусируется на образец. Фильтры ЕЮ39 общей толщиной 8 мм, стоящие после образца, отрезают излучение накачки и выделяют излучение ВГ, которое посредством линзы преобразуется в параллельный пучок. Пройдя через призму Глана, определяющую поляризацию регистрируемого излучения, сигнал ВГ попадает на фотоэлектронный умножитель (ФЭУ), работающий в режиме счета фотонов. Сигнал ФЭУ проходит через аналогоцифровой преобразователь (счетчик фотонов) и затем обрабатывается компьютером. Образец закреплен па столике, который при помощи шагового двигателя может вращаться вокруг своей оси. Контроль за длиной волны накачки осуществляется монохроматором. Канал сравнения отслеживает флуктуации мощности излучения и длительности импульса. В качестве источника генерации ВГ в канале сравнения используется пластина кристаллического Х-кварца, квадратичная восприимчивость которого не имеет спектральных особенностей в области перестройки Ті:3ар-лазера. Система выделения и регистрации излучения ВГ в канале сравнения такая же, как и в сигнальном канале. Для учета спектральной аппаратной функции всех оптических элементов, на место образца ставилась пластина кристаллического Z-квapцa, после чего изме-