Проводящие и СВЧ-отражающие свойства тонких металлических и металл-диэлектрических плёнок с включениями

• Автор: Макаров, Павел Андреевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Сыктывкар
• Количество страниц: 119 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Обзор литературы
1.1. Практическое значение многослойных тонкопленочных структур
1.2. Формирование и структурные особенности тонких плёнок
1.3. Распространение ЭМВ в тонких плёнках
1.4. Теория эффективной среды
1.5. Постановка задачи
Глава 2. ЭМВ в мнослойных плёнках с включениями
2.1. Волновые уравнения для неоднородной среды
2.2. Кинетические коэффициенты сред с включениями
2.3. Граница раздела двух сред
2.4. Распространение СВЧ-излучения в много плёночных системах
Глава 3. Методика эксперимента и результаты исследований
3.1. Методика и техника эксперимента
3.2. Результаты эксперимента и их обсуждение
Заключение
Авторский список литературы
Литература

Введение
Актуальность проблемы
Изучение проводящих и СВЧ - отражающих свойств низкоразмерных систем является одним из важнейших направлений современной физики конденсированного состояния, которое включает в себя исследование тонких плёнок, поверхностей, различных мультислойных и композитных структур, и имеет первостепенное значение для их практического использования.
Многослойные и композитные структуры широко исследуются в настоящее время в связи с разнообразием проявляемых ими аномальных электрических [1-8] и магнитных [2,9-20] свойств. Особенности микро- и наноструктуры подобных объектов непосредственно обуславливают их материальные параметры (диэлектрическую, магнитную проницаемость, проводимость), а вместе с ними и отражение, прохождение и поглощение электромагнитных волн в данных системах [А1-А9] [4,8,21-25,25-31].
Интерес к изучению микро - и наносистем связан также с решением различных фундаментальных проблем. Исследования в этой области подкрепляются как открытием новых явлений, таких, например, как квантовые эффекты Холла, Зенона, так и появлением принципиально новых технологий получения планарных структур, позволяющих изготавливать многослойные структуры из самых различных материалов. Всё это приводит к развитию новых идей и принципов, которые вызывают потребность в более глубоком и детальном теоретическом анализе, а также в постановке комплексных экспе-

риментальных исследований.
Большое значение имеют исследования пространственных неоднородностей низкоразмерных структур [32, 33], обусловленных как несовершенством поверхности подложек, так и технологей получения плёнок. Зачастую подобные неоднородности делают достаточно сложным, а во многих случаях невозможным наблюдение «тонких» эффектов, усложняют понимание физической природы наблюдаемых явлений. В силу данных причин наблюдается бурное развитие техники и аппаратуры для измерений структурных, электрических и магнитных свойств низкоразмерных систем [34,35]. Степень неоднородности планарных структур, характер распределения дефектов по их поверхности являются важными факторами, влияющими на предельно достижимые параметры и надежность работы многих устройств па основе тонких плёнок. В связи с этим большой практический интерес вызывает исследование влияния неоднородности структуры плёночных систем на их электродинамические свойства.
Тема настоящей диссертационной работы соответствует перечню приоритетных направлений фундаментальных исследований, утверждённых Президиумом РАН (раздел 1.2. — «Физика конденсированного состояния вещества», подраздел 1.2.5. — «Физика твёрдотельных наноструктур, ме-зоскопия»). Диссертационная работа является частью комплексных исследований, проводимых на кафедре радиофизики и электроники ФГБОУ ВПО «Сыктывкарский государственный университет» при финансовой поддержке Министерства образования и науки (темплан НИР 2008 - 2011) и грантов РФФИ (06-02-17302, 09.-02-9800_р_север_а, 10-02-01327).
Объект и предмет исследования
Объект исследования — металлические, металл-диэлектрические плён-

найти обе константы а и /3:
" = -7Й + 7)-
л _
(/'/Г + /С2/) Цвнешн - Цвнутр./'/Г ‘
Именно а определяет магнитный момент включения:
а = а'+“' = (1--А5 + Ас480Л. им)
При 5 а (низкие частоты)

105-7Г 6у ’ 1 /а2
20тг
При (5<а (высокие частоты)
(1.53)
(1.54)
с' = -—Л--), (1.55)
8тг 2а) >
- ш;-
Заметим, что данные формулы верны и в случае чисто действительной проницаемости включения. При этом к = ш-Д/с. Как следует из формул для магнитного момента, при высоких значениях е магнитный момент отличен от нуля. В отличии от проводящих включений, дающих диамагнитный эффект, в случае чисто действительной диэлектрической проницаемости возможна как диамагнитная, так и парамагнитная реакция включения на внешнее поле.
Приближение Максвелла
Рассмотрим сферические включения с диэлектрической прони-
цаемостью Е в матрице с проницаемостью £о- Предполагается, что концентрация включений П < 1. Вывод выражения для £эфф состоит из решения двух задач [85].