Расчетные методы контроля слоистых материалов и изделий на основе исследований коэффициентов отражения и прохождения электромагнитых волн

• Автор: Нгуайя Минамона Лор
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 122 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ И

ИЗДЕЛИЙ

1Л. Волновое уравнение и электромагнитные волны

1.2. Вещество в электромагнитном поле

1.3. Электромагнитные волны в диэлектриках

1.4. Электромагнитное поле в проводящей среде

1.5. Электромагнитное поле в неоднородных средах

1.6. Свойства материалов в нанометровом диапазоне

электромагнитных волн
ГЛАВА II. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ В МНОГОСЛОЙНЫХ СТРУКТУРАХ
2.1. Распространение электромагнитных волн в слоистых структурах и их характерные свойства
2.2. Сравнительный анализ математических моделей, описывающих многослойные структуры
2.3. Матрицы переноса
2.4. Метод матрицы переноса в модели эквивалентной линии передачи
ГЛАВА III. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН В СЛОИСТЫХ СТРУКТУРАХ С РАЗЛР1ЧНОЙ ПРИРОДОЙ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
3.1. Расчет коэффициентов отражения электромагнитных волн от диэлектрических слоев
3.2. Расчет коэффициентов прохождения электромагнитных волн в многослойных диэлектриках
3.3. Резонансные режимы в поведение коэффициентов отражения и прохождения

3.4. Основные свойства металлов и полупроводников в электромагнитном поле
3.5. Технологические аспекты формирования слоистых структур из металлических и полупроводниковых пленок
3.6. Влияние особенностей электрофизических параметров на
коэффициенты отражения и прохождения волн
ГЛАВА IV. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НЕОДНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ
4.1. Эксплуатационные характеристики материалов и изделий в электроэнергетике
4.2. Пространственные изменения электрофизических параметров
4.3. Решение волновых уравнений с временными изменениями параметров
4.4. Математическое моделирование неоднородных свойств
материалов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
В последние годы вновь вырос значительный интерес к исследованиям свойств многослойных структур. В первую очередь этот интерес связан с тем, что бурно развивающиеся современные технологии позволяют получать искусственные материалы с недостижимыми, для встречающихся в природе естественных сред, физическими свойствами. Такого рода структуры в настоящее время широко используются в различных областях науки и техники. В связи с этим возникли задачи формирования многослойных структур с заранее заданными свойствами. Но такие задачи требовали соответственно и адекватных методов диагностики для контроля физических свойств и параметров материалов. Традиционно в таких случаях использовался метод сканирования слоистых сред электромагнитным излучением радиоволнового диапазона. Однако новые слоистые материалы, формируемые из диэлектриков, полупроводников и металлов, имеют сравнительно малые геометрические размеры. Этот факт потребовал для диагностических целей использования диапазона электромагнитных волн от СВЧ до ультрафиолетового. Кроме того, слоистые материалы в процессе изготовления или эксплуатации по своим электрофизическим параметрам могут содержать однородные и/или неоднородные слои. Совокупность этих особенных свойств слоистых материалов способствует возникновению частотных и амплитудных искажений проходящих и отраженных сигналов, изменению их формы, сдвигу во времени, расширению угла рассеяния электромагнитных волн. Поэтому, изучая процессы распространения электромагнитных волн в таких веществах, можно прогнозировать их необычные свойства и эволюцию этих свойств путем диагностирования ряда электрофизических параметров.
В качестве диагностируемых характеристик электромагнитного излучения обычно выбирают коэффициенты отражения и прохождения, которые в рамках прямой задачи определяются основными электрофизическими параметрами: коэффициентом электропроводности,
диэлектрической и магнитной проницаемостями. Поэтому разработка методов

и, и удельное сопротивление увеличивается, причем абсолютная величина этого изменения составляет от нескольких сотых процента до десяти процентов. В полупроводниках ц также меняется, но, кроме того, указанные воздействия изменяют концентрацию носителей заряда, причем это изменение может достигать нескольких порядков. Особенно следует выделить высокую чувствительность полупроводников к освещению, что является основой создания полупроводниковых фотоприемников. Для полупроводников характерна высокая чувствительность физико-химических свойств к содержанию химических примесей и структурных дефектов, для металлов -существенно меньшая. Действительно, примеси и структурные дефекты могут сильно влиять на физические свойства полупроводников, например, на электрические (проводимость). К числу некристаллических полупроводников относятся: аморфные полупроводники (а-Бц а-Сс, Эе, БЬ, Те); жидкие полупроводники (расплавленный Бе, Те, расплавы оксидов, сульфидов, селенидов и теллуридов некоторых металлов); стеклообразные полупроводники. Наибольшее распространение среди стеклообразных полупроводников получили халькогенидные (сплавы Р, Ая, БЬ, Ей с Б, 8е, Те, например, А528е3 , Ая83, Ая2Те3) и оксидные (У205 - Р205-МеОх)3. Общей чертой некристаллических полупроводников является отсутствие дальнего порядка в расположении атомов, результатом которого оказываются существенные изменения в энергетическом спектре и низкая подвижность носителей заряда.