Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Фотонные среды на основе нано-и микроструктурированного кремния

Диссертация: Фотонные среды на основе нано-и микроструктурированного кремния
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В частности, электронные и оптические свойства монокристаллического кремния могут быть изменены в результате электрохимического травления, посредством которого формируется пористый кремний (ПК) — среда, состоящая из пор и нанокристаллов размером от единиц до сотен нанометров. К числу преимуществ данного метода следует отнести быстроту и контролируемость процесса, а также его невысокую стоимость… Читать ещё >

Фотонные среды на основе нано-и микроструктурированного кремния (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
    • 1. 1. Структурные свойства кремниевых наноструктур, полученных методом электрохимического травления
    • 1. 2. Оптические свойства пористого кремния
      • 1. 2. 1. Модели эффективной среды для описания свойств пористых сред
      • 1. 2. 2. Учет анизотропии в моделях эффективной среды
      • 1. 2. 3. Двулучепреломление формы в пористом кремнии
    • 1. 3. Нелинейно-оптические процессы в пористом кремнии
      • 1. 3. 1. Обобщение моделей эффективной среды для описания нелинейно-оптического отклика пористых сред
      • 1. 3. 2. Квадратичная нелинейность пористого кремния
      • 1. 3. 3. Кубичная нелинейность пористого кремния
      • 1. 3. 4. Способы увеличения эффективности генерации оптических гармоник в пористом кремнии
    • 1. 4. Формирование низкоразмерных кремниевых структур фемтосекундными лазерными импульсами
      • 1. 4. 1. Образование поверхностных периодических структур при взаимодействии лазерного излучения с веществом
      • 1. 4. 2. Особенности взаимодействия сверхкоротких лазерных импульсов с веществом
      • 1. 4. 3. Формирование поверхностных решеток при облучении твердых тел фемтосекундными лазерными импульсами
    • 1. 5. Выводы из обзора литературы и постановка задачи исследования
  • ГЛАВА 2. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОБРАЗЦОВ И МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ
    • 2. 1. Изготовление слоев анизотропного пористого кремния
    • 2. 2. Формирование низкоразмерных структур при облучении кремниевых поверхностей фемтосекундными лазерными импульсами
    • 2. 3. Измерение спектров пропускания и отражения пористого кремния
    • 2. 4. Генерация оптических гармоник
    • 2. 5. Измерение фотолюминесценции и спектров комбинационного рассеяния света
  • ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ЛИНЕЙНЫХ ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЕЗОПОРИСТОГО КРЕМНИЯ
    • 3. 1. Анализ двулучепреломлепня в анизотропно напоструктурироваппом кремнии в рамках электростатического приближения Бруггемана .л
    • 3. 2. Влияние размеров составляющих нанокомпозита на его оптические свойства
    • 3. 3. Электродинамическое приближение для анизотропной эффективной среды
    • 3. 4. Учет размеров пор и панокристаллов для описания оптических свойств анизотропного мезопористого кремния
  • ГЛАВА 4. ГЕНЕРАЦИЯ ТРЕТЬЕЙ ОПТИЧЕСКОЙ ГАРМОНИКИ В СЛОЯХ ПОРИСТОГО КРЕМНИЯ
    • 4. 1. Анализ структуры тензора нелинейной восприимчивости пористого кремния
    • 4. 2. Решение волнового уравнения для процесса генерации третьей гармоники в объеме пористого кремния
    • 4. 3. Синхронная генерация третьей гармоники в объеме пористого кремния
    • 4. 4. Ориентационные зависимости третьей гармоники для кристаллического и пористого кремния. Особенности тензоров нелинейной восприимчивости
    • 4. 5. Рост эффективности генерации третьей гармоники в слоях мезопористого кремния за счет локализации света
  • ГЛАВА 5. НАНО- И МИКРОСТРУКТУРИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ КРЕМНИЯ ФЕМТОСЕКУНДНЫМИ ЛАЗЕРНЫМИ ИМПУЛЬСАМИ
    • 5. 1. Структура поверхности кремния, облученной фемтосскундными лазерными импульсами
    • 5. 2. Комбинационное рассеяние света и фотолюминесценция на облученных кремниевых поверхностях
    • 5. 3. Нелинейно-оптическая ш-яйи диагностика процесса образования микроструктурированного рельефа на поверхности кремния при фемтосскундном лазерном облучении

Актуальность проблемы.

Существенную роль в развитии современных оптоэлектронных технологий занимает создание и исследование полупроводниковых нанои микроструктур. Монокристаллический кремний является основным материалом современной микроэлектроники. Массовое содержание кремния в земной коре составляет 29.5%, что обуславливает безусловную экономическую выгоду его промышленного использования. В настоящее время прекрасно развиты методы добычи, очистки и легирования кремния. Однако стремительно происходящая миниатюризация компонент современных интегральных схем и оптических систем требует нахождения новых путей формирования низкоразмерных кремниевых структур, что в свою очередь стимулирует многочисленные научные исследования в этой области.

В частности, электронные и оптические свойства монокристаллического кремния могут быть изменены в результате электрохимического травления, посредством которого формируется пористый кремний (ПК) — среда, состоящая из пор и нанокристаллов размером от единиц до сотен нанометров [1, 2]. К числу преимуществ данного метода следует отнести быстроту и контролируемость процесса, а также его невысокую стоимость. Помимо этого метод электрохимического травления чувствителен к кристаллографической ориентации поверхности и уровню легирования кремниевой подложки, что позволяет управлять пространственным расположением и размерами кремниевых нанокристаллов и пор и создавать среды, в которых могут быть достигнуты большая величина искусственной оптической анизотропии [3 — 5] и (или) усиление локального поля в наночастицах [6]. Эти механизмы могут быть использованы при создании новых фотонных сред для управления поляризацией света, а также компактных нелинейно-оптических преобразователей частоты.

Еще одним способом нанои микроструктурирования кремния является облучение его поверхности лазерными импульсами. При этом наиболее предпочтительным является обработка фемтосекундным излучением. Благодаря высокой энергии в импульсе длительностью меньшей времени термализации носителей заряда вещества реализуется процесс абляции вещества с переходом в плазму и газообразную фазу, минуя жидкий расплав [7]. В результате такого процесса, получившего название «холодной абляции», становится возможной обработка поверхности с микронной и даже субмикронной точностью и минимальным термическим разрушением материала. При этом существует два направления такой обработки: непосредственная нарезка рельефа лазерным лучом [8] и формирование низкоразмерпой периодической структуры в результате процессов самоорганизации, инициированных фемтосекупдпым лазерным излучением [7, 9]. И в том и в другом случае оптические свойства поверхности могут быть существенно изменены в процессе фемтосекупдной лазерной абляции. Однако аспекты данного вопроса в настоящее время недостаточно освещены в литературе.

В связи с актуальностью создания новых фотонных сред на основе нанои микроструктурированного кремния целью работы стало исследование новых фотонных сред на основе кремниевых нанои микроструктур: реализация наиболее эффективного преобразования энергии лазерного излучения в третью оптическую гармонику в слоях анизотропного мезопористого кремнияоптическая и пелинейно-оптическая диагностика поверхности кремния, облученной фемтосекундными лазерными импульсами.

В работе были поставлены следующие задачи:

1. Провести комплексное исследование оптических свойств слоев двулучепреломляющего пористого кремния. Учесть влияние пористости, формы и размеров нанокристаллов и пор на проявление эффектов локального поля в исследуемых структурах.

2. Методом генерации третьей оптической гармоники осуществить нелинейно-оптическую диагностику объема двулучепреломляющего пористого кремния. Провести по экспериментальным данным анализ структуры тензора нелинейной восприимчивости третьего порядка.

3. Реализовать режимы эффективного преобразования лазерного излучения в третью гармонику в анизотропно наноструктурированном мезопористом кремнии в условиях фазового согласования и локализации света.

4. Исследовать структуру облученной фемтосекундными лазерными импульсами кремниевой поверхности и описать оптический и нелинейно-оптический отклик от нее.

Для решения поставленных задач был применен комплекс различных методов исследования, включающих измерение спектров пропускания и отражения тонких пленок, генерацию третьей оптической гармоники (ГТГ), растровую электронную (РЭМ) и атомно-силовую микроскопию (АСМ), спектроскопию комбинационного рассеяния (КР) света, фотолюминесценцентную (ФЛ) спектроскопию.

Достоверность полученных результатов обеспечена детальным рассмотрением физических явлений и процессов, определяющих линейные и нелинейные оптические свойства исследуемых низкоразмерных сред. В значительной степени достоверность полученных результатов обеспечивается хорошим согласием между результатами расчетов и многочисленными экспериментами.

Автор защищает:

1. Новые данные о влиянии размеров нанокристаллов и пор ПК на его линейные и нелинейные оптические свойства с их анализом в рамках приближения эффективной среды с учетом электродинамических поправок па локальные поля в исследуемых наноструктурах.

2. Вывод о модификации тензора нелинейной восприимчивости третьего порядка в двулучепреломляющих слоях ПК с ориентацией поверхности (100).

3. Экспериментальную возможность синхронной генерации третьей оптической гармоники в ПК с сильным двулучепреломлением формы.

4. Вывод об увеличении интенсивности сигнала третьей оптической гармоники из ПК более чем на порядок по сравнению с монокристаллическим кремнием вследствие проявления эффектов локализации света.

5. Новые данные о формировании нанои микроструктур на поверхности кремния при ее облучении фемтосекундными лазерными импульсами.

6. Вывод о доминирующем влиянии локальных полей в кремниевых поверхностных структурах, полученных при фемтосекундном облучении, на сигнал третьей гармоники от них.

Научная новизна результатов, полученных в диссертации:

1. Рассчитаны динамические поправки на локальное поле для мезоскопических структур с анизотропией формы. С помощью модели эффективной среды в рамках электродинамического приближения описано поведение дисперсионных зависимостей анизотропных образцов наноструктурированного кремния различной пористости.

2. Проведен анализ структуры тензора нелинейной кубичной восприимчивости анизотропно наноструктурированного ПК. Экспериментально в процессе ГТГ зарегистрировано изменение соотношения компонент тензора по сравнению с соответствующими компонентами для КК.

3. Реализован режим фазовосогласованной ГТГ в слоях анизотропного ПК.

4. Зарегистрировано увеличение интенсивности сигнала третьей гармоники в высокопористых слоях ПК более чем на порядок по сравнению с КК. Рост эффективности ГТГ обусловлен эффектами слабой локализации света в мезоскопических порах и нанокристаллах кремния.

5. На поверхности кремния в процессе облучения фемтосекундными лазерными импульсами большой интенсивности помимо поверхностных решеток, обусловленных интерференцией падающей и рассеянной электромагнитных волн, впервые получены паноагломераты высотой от 1 нм до 20 им. Зарегистрирован вклад поверхностных наноструктур в сигналы KP и ФЛ.

6. Методом ГТГ осуществлена диагностика in-situ процесса образования поверхностных кремниевых решеток, возникающих при облучении фемтосекундными лазерными импульсами. Зарегистрировано влияние распределения локальных полей в решетке на нелинейно-оптический отклик облученной поверхности.

Практическая ценность работы состоит в разработке принципов формирования новых сред для фотоники и нелинейной оптики и исследовании их оптических свойств. Слои ПК с большой величиной искусственной анизотропии могут быть использованы в качестве компактных фазовых пластин и преобразователей частоты при выполнении в них условий фазового синхронизма. Эффективность нелинейно-оптических преобразований может быть также повышена за счет проявления эффектов слабой локализации света в мезопористом кремнии. Другим способом изменения оптических свойств может являться создание в процессе фемтосекундной лазерной абляции наноструктур, где проявляются квантово-размерные эффекты.

Личный вклад. В диссертационной работе обобщены результаты исследований линейных и нелинейных оптических свойств кремниевых нанои микроструктур. Результаты получены диссертантом самостоятельно и в соавторстве. Личный вклад автора заключается в реализации цели и задач работы, проведении экспериментальных работ, анализе и обобщении полученных результатов.

Апробация результатов работы.

Материалы, вошедшие в диссертацию, опубликованы в работах [А1-А20] и докладывались на следующих конференциях: 12th International Laser Physics Workshop «LPHYS'03», Hamburg, Germany, 2003; Fifth Italian-Russian Symposium, Moscow, Russia,, 2003; III Международная конференция молодых ученых и специалистов «0птика-2003», Санкт-Петербург, Россия, 2003; 4-th International Conference «Porous Semiconductors.

Science and Techology", Cullera — Valencia, Spain, 2004; Совещание «Нанофотоника-2004», Нижний Новгород, Россия, 2004; ALT 04 Conference «Advanced Laser Techologies», Rome and Frascati, Italy, 2004; 13th International Laser Physics Workshop «LPHYS'04», Trieste, Italy, 2004; Международная конференции «Фундаментальные проблемы оптики — 2004», Санкт-Петербург, Россия, 2004; Научная конференция «Ломоносовские чтения — 2005», секция физики, физический факультет МГУ им. М. В. Ломоносова, 2005; International Conference on Coherent and Nonlinear Optics / Lasers, Applications, and Techologies «ICONO/LAT -2005», St. Petersburg, Russia, 2005; Conference on Lasers and Electro-Optics/Quantum Electronics and Laser Science Conference and Photonic Applications, Systems and Technologies «CLEO/QELS and PhAST- 2005», Baltimore, USA, 2005; International Conference Functional Materials «ICFM — 2005», Partenit, Crimea, Ukraine, 2005; IV Международная конференция молодых ученых и специалистов «Оптика — 2005», Санкт-Петербург, 2005.

В руководстве настоящей диссертационной работой принимал участие доцент Л. А. Головань.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.

В работе рассмотрены линейные и нелинейные оптические свойства кремниевых нанои микроструктур, полученных методами электрохимического травления и фемтосекундного лазерного облучения поверхности кристаллического кремния.

Получены следующие основные результаты:

1. Описаны дисперсионные свойства мезопористого кремния с сильным двулучепреломлением формы. Для их анализа предложена модель эффективной среды, учитывающая влияние размеров и анизотропии нанокристаллов и пор.

2. На основании модели эффективной среды дано описание структуры тензора кубичной восприимчивости анизотропно наноструктурированного кремния. Анализ экспериментально измеренных ориентационных зависимостей сигнала третьей оптической гармоники в пористом кремнии позволил определить соотношения между компонентами тензора кубичной восприимчивости для исследуемых образцов различной пористости.

3. Реализован режим фазовосогласованной генерации третьей оптической гармоники в слоях пористого кремния с большой величиной двулучепреломления. Существование данного режима подтверждено соответствующими теоретическими расчетами и поведением экспериментально измеренных ориентационных зависимостей сигнала третьей гармоники.

4. В слоях высокопористого кремния, для которого характерный размер нанокристаллов и пор составляет несколько десятков нанометров, зарегистрировано увеличение интенсивности сигнала третьей оптической гармоники более чем на порядок по сравнению с монокристаллическим кремнием. Рост нелинейно-оптического отклика объясняется интерференцией рассеянных электромагнитных волн в мезоскопической структуре.

5. В процессе взаимодействия фемтосекундных импульсов высокой интенсивности с кремниевой поверхностью на ней были сформированы решетки с периодом порядка длины волны лазерного излучения и частицы размером несколько нанометров. Возникновение решеток происходит в результате интерференции падающей и рассеянной поверхностью электромагнитных волн. Структурные свойства решеток полностью определяются параметрами лазерного излучения и не зависят от кристаллографической ориентации облучаемой кремниевой подложки.

Формирование наночастиц является следствием непосредственной абляции кремниевых остатков с последующим их осаждением на поверхность.

6. Методом генерации третьей оптической гармоники проведена in-situ диагностика формирования поверхностных решеток при фемтосекундном лазерном облучении. Обнаружено, что при достаточно длительных временах экспонирования нелинейно-оптический отклик поверхности полностью определяется распределением локальных полей на сформированной структуре и не зависит от изначальной кристаллографической ориентации облучаемой кремниевой подложки.

В заключение считаю своим приятным долгом поблагодарить моих научных руководителей профессора П. К. Кашкарова и доцента J1.A. Голованя за постоянное внимание и поддержку работы. Выражаю свою глубокую признательность профессорам.

B.Ю. Тимошенко и A.M. Желтикову за многочисленные консультации, а также сотрудникам, аспирантам и студентам физического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова: A.A. Ежову, А. Б. Федотову, A.B. Червякову, В. А. Мельникову,.

C.О. Конорову, Ю. В. Рябчикову, ЕЛО. Крутковой, И. А. Остапенко, H.A. Пискунову, B.C. Власенко и М. А, Ластовкиной за помощь в проведении экспериментов.

Показать весь текст

Список литературы

  1. A3 S.V. Zabotnov, S.O. Konorov, L.A. Golovan, A.B. Fedotov, V.Yu. Timoshenko, A.M. Zheltikov, P.K. Kashkarov «Modification of cubic susceptibility tensor in birefringent porous silicon» // Physica Status Solidi (a), 2005, vol. 202, № 8, pp. 1673−1677.
  2. August 25−29,2003, p. 289.
  3. A20 И. А. Остапенко, C.B. Заботнов, «Фемтосекундное лазерное микроструктурирование поверхности кремния» // Сборник трудов IV Международной конференции молодых ученых и специалистов «Оптика 2005», Санкт-Петербург, 17−21 октября, 2005, с. 31−32.
  4. W. Thei? «Optical properties of porous silicon» // Surf. Science Rep., 1997, v. 29, pp. 91−192.
  5. A.G. Gullis, L.T. Canham, P.D.J. Calcott «The structural and luminescence properties of porous silicon» // Appl. Phys. Lett., 1997, v. 82, pp. 909−965.
  6. D. Kovalev, G. Polisski, J. Diener, H. Heckler, N. Kunzner, V.Yu. Timoshenko, F. Koch «Strong in-plane birefringence of spatially nanostructured silicon» // Appl. Phys. Lett., 2001, v. 78, pp. 916−918.
  7. O.A. Акципетров, T.B. Долгова, И. В. Соболева, A.A. Федянин «Анизотропные фотонные кристаллы и микрорезонаторы на основе пористого кремния» // ФТТ, 2005, т. 47, вып. 1, с. 150−152.
  8. L.A. Golovan, L.P. Kuznetsova, A.B. Fedotov, S.O. Konorov, D.A. Sidorov-Biryukov, V.Yu. Timosheko, A.M. Zheltikov, P.K. Kashkarov «Nanocrystal-size-sensitive third-harmonic generation in nanostructured silicon"// Appl. Phys. B, 2003, v. 76, pp. 429−433.
  9. J. Bonse, S. Baudach, J. Kruger, W. Kautek, M. Lenzner «Femtosecond laser ablation of silicon-modification thresholds and morphology» // Appl. Phys. A, 2002, vol. 74, pp. 19−25.
  10. T.H.R. Crawford, A. Borowiec, H.K. Haugen «Femtosecond laser micromashining of grooves in silicon with 800 nm pulses» // Appl. Phys. A, 2005, vol. 80, pp. 1717−1724.
  11. F. Costache, S. Kouteva-Arguirova, J. Reif «Sub-damage-threshold femtosecond laser ablation from crystalline Si: surface nanostructures and phase transformation» // Appl. Phys. A, 2004, vol. 79, pp. 1429−1432.
  12. A. Uhlir «Electrolytic shaping of germanium and silicon» // Bell Syst. Tech., 1956, v. 35, № 2, pp. 333−347.
  13. R.L. Smith, S.D. Collins «Porous silicon formation mechanisms» // J. Appl. Phys., 1992, v. 71, № 8, pp. R1-R22.
  14. O. Bisi, S. Ossicini, L. Pavesi, «Porous silicon: a quantum stronge structure for silicon based optoelectronics» // Surface Science Report, 2000, v. 38, pp. 1−126.
  15. L.T. Canham «Silicon Quantum Wire Array Fabrication by Electrochemical and Chemical Dissolution of Wafers"// Appl. Phys. Lett., 1990, v. 57, № 10, pp. 1046−1048.
  16. B.A. Лабунов, В. П. Бондаренко, B.E. Борисепко «Получение, свойства и применение пористого кремния» // Зарубежная электронная техника, 1978, № 15, с.3−27.
  17. N. Koshida, M. Koyoda «Visible electroluminescence from porous silicon» // Appl. Phys. Lett., 1992, v. 60, № 3, pp. 347−349.
  18. V. Lehmann, R. Stengl, A. Luigart «On the morphology and the electrochemical formation mechanism of mesoporous silicon» // Materials Science and Engineering, 2000, v. 69−70, pp. 1122.
  19. D.R. Turner «Electropolishing silicon in hydrofluoric acid solutions» // J. Electrochem. Soc., 1958, v. 105, № 7, pp. 402−408.
  20. R. Herino, G. Bomchil, K. Baria, C. Bertrand, J.L.Ginoux «Porosity and pore size distribution of porous silicon layers» // J. Electrochem. Soc., 1987, v. 134, pp. 1994−2000.
  21. C.B. Свечников, A.B. Савченко, Г. А. Сукач, A.M. Евстигнеев, Э. Б. Каганович, «Светоизлучающие слои пористого кремния: получение, свойства и применение» // Оптоэл. и п/п техника, 1994, т. 27, с. 3−29.
  22. J. Rouquerol, D. Avnir, C.W. Fairbridge, D.H. Everett, J.H. Haynes, N. Pernicone, J.D.F. Ramsay, K.S.W Sing, K.K. Unger «Recommendations for the characterization of porous solids», Pure Appl. Chem, 1994. v. 66, pp. 1739−1758.
  23. L.T.Canham, A.G. Cullis, C. Pickering, O.D. Dosser, D.I. Cox, T.P. Lynch «Luminescent anodized silicon aerocrystal networks prepared by supercritical drying» // Nature, 1994, v. 368, p. 133−138.
  24. K.H. Jung, S. Shin, D.L. Kwon «Developments in luminescent porous Si» // J. Electrochem. Soc., 1993, v. 140, № 10, pp. 3016−3064.
  25. A.G. Cullis, L.T. Canham «Visible light emission due to quantum size effects in highly porous crystalline silicon"//Nature, 1991, v. 353, p. 335−340.
  26. L.T. Canham, AJ. Groszek «Characterization of microporous silicon by flow calorimetry: comparison with a hydrophobic Si02 molecular sieve» // J. Appl. Phys., 1992, v. 72, № 4, pp. 1558- 1565.
  27. A. Grosman, C. Ortega, J. Siejka, M. Chamarro «A quantitative study of impurities in photoluminescent and nonphotoluminescent porous silicon layers» // Appl. Phys., 1993, v. 74, No. 3, pp. 1992−1998.
  28. H.J. von Bardeleben, D. Stievenard, A. Grosman, C. Ortega, J. Siejka «Defects in porous p-type silicon: an electron paramagnetic resonance study» // Phys. Rev. B, 1993, v. 47, No. 16, pp. 10 899−10 907.
  29. D.A.G. Bruggeman «Berechnung verschiedener physicakalisher konstanten von heterogen substanzen» Ann. Phys. (Leipzig), 1935, v. 24, pp. 634−664.
  30. J.E. Sipe, R.W. Boyd «Nanocomposite materials for nonlinear optics based on local fields effects» in V.M. Shalaev (ed.) «Optical properties of nanostructured random media», Topics Appl. Phys., Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2002, v. 82, pp. 1−18.
  31. M. Борн, Э. Вольф «Основы оптики», М.: Наука, 1973, с. 651−653.
  32. J.C. Maxwell Garnett «Colours in metal glasses and in metallic films» // Phil. Trans. R. Soc. Lond., 1904, v. 203, pp. 385−420.
  33. Ч. Киттель «Введение в физику твердого тела», М.: Наука, 1978, с. 465−492.
  34. J.E. Spanier, I.P. Herman «Use of hybrid phenomenological and statistical effective medium theories of dielectric functions to model the infrared reflectance of porous SiC films» // Phys. Rev. В., 2000, v. 61, № 15, pp. 10 437−10 449.
  35. Л.Д. Ландау, E.M. Лифшиц «Электродинамика сплошных сред», М.: Наука, 1982, с. 6769.
  36. Н. Looenga «Dielectric constants of heterogeneous mixtures» // Physica, 1965, v. 31, pp. 401 406.
  37. Z. Hashin, S. Strikman «A variational approach to the theory of the effective magnetic permeability of multiphase materials"//J. Appl. Phys., 1962, v. 33, № 10, p. 3125−3131.
  38. D.J. Bergman «The dielectric constant of a composite material a problem in a classical physics» // Phys. Rep., 1978, v. 43, p. 377.
  39. Э.Ф. Венгер, A.B. Гончаренко, М. Л. Дмитрук «Оптика малих частинок i дисперсних середовиц», Киев: Наукова Думка, 1999.
  40. L. Pavesi, Z. Gaburro, L. Dal Negro, P. Bettotti, G. Vijaya Prakash, M. Cazzanelli, C.J. Oton «Nanostructured silicon as a photonic material» // Opt. and Las. Eng., 2003, v. 39, pp. 345−368.
  41. D. Kovalev, H. Heckler, G. Polisski, F. Koch «Optical properties of Si nanocrystals» // Phys. Stat. Sol. (b), 1999, v. 215, pp. 871−932.
  42. М.И. Страшникова, В. Л. Возный, В. Я. Резпиченко, В. Я. Гайворонский «Оптические свойства пористого кремния» // ЖЭТФ, 2001, т. 120, № 2(8), с. 409−419.
  43. N. Kunzner, J. Diener, Е. Gross, D. Kovalev, V.Yu. Timoshenko, M. Fuji «Form birefringence of anisotropically nanostructured silicon» // Phys. Rev. B, 2005, v. 71, № 19, pp. 195 304−1 195 304−8.
  44. М.Е. Компан, Я. Салонен, И. Ю. Шабанов «Аномальное двулучепреломлепие света в свободных пленках пористого кремния», ЖЭТФ, 2000, т. 117, № 2, с. 368−374.
  45. М. Saito, М. Miyagi «Anisotropic optical loss and birefringence of anodized alumina film» // JOSA A, 1989, v. 6,№. 12, pp. 1895−1901.
  46. Jl.A. Головань, А. Ф. Константинова, К. Б. Имангазиева, ЕЛО. Круткова, В. Ю. Тимошенко, П. К. Кашкаров «Дисперсия оптической анизотропии в пленках наноструктурированного кремния» // Кристаллография, 2004, т. 49, № 1, с. 174−178.
  47. О.Г. Сарбей, Е. К. Фролова, Р. Д. Федорович, Д. Б. Данько «Двулучепреломление пористого кремния» // ФТТ, 2000, т. 42, вып. 7, с. 1205−1206.
  48. Е. Gross, D. Kovalev, N. Kunzner, V.Yu. Timoshenko, J. Diener, F. Koch «Highly sensitive recognition element based on birefringent porous silicon layers» // J. Appl. Phys., 2001, v. 90, No. 7, pp. 3529−3534.
  49. Л.П. Кузнецова, А. И. Ефимова, Л. А. Осминкина, Л. А. Головань, В. Ю. Тимошенко, П. К. Кашкаров «Исследование двулучепреломления в слоях пористого кремния методом инфракрасной Фурье-спектроскопии» // ФТТ, 2002, т. 44, вып. 5, с. 780−783.
  50. V.Yu. Timoshenko, L.A. Osminkina, A.I. Efimova, L.A. Golovan, P.K. Kashkarov, D. Kovalev, N. Kunzner, E. Gross, J. Diener, and F. Koch «Anisotropy of optical absorption in birefringent porous silicon» // Phys. Rev. B, 2003, v. 67, pp. 113 405−113 411.
  51. D. Bedeaux, N. Bloembergen «On the relation between macroscopic and microscopic nonlinear susceptibilities» // Physica, 1973, v. 69, pp. 57−66.
  52. R. W. Boyd, «Nonlinear optics», 2003, Academic Press: San Diego.
  53. R.W. Boyd, J.E. Gehr, G.L. Fisher, J.E. Sipe «Nonlinear optical properties of nanocomposite materials» // Pure Appl. Opt., 1996, v. 5, pp. 505−512.
  54. O. Levy, D.J. Bergman «Harmonic generation, induced nonlinearity, and optical bistability in nonlinear composites» // Phys. Rev. B, 1995, v. 52, No. 3, pp. 3184−3194.
  55. J.E. Sipe, R.W. Boyd «Nonlinear susceptibility of composite optical materials in Maxwell Garnet model» // Phys. Rev. A, 1992, v. 46,№ 3, pp. 1614−1629.
  56. P.M. Hui, D. Stroud «Theory of second harmonic generation in composites of nonlinear dielectrics» // J. Appl. Phys., 1997, v. 82, No. 10, pp. 4740−4743.
  57. P.M. Hui, P. Cheung, D. Stroud «Theory of third harmonic generation in random composites of nonlinear dielectrics» // J. Appl. Phys., 1998, v. 84, No. 7, pp. 3451−3458.
  58. X.C. Zeng, D.J. Bergman, P.M. Hui, and D. Stroud «Effective-medium theory for weakly nonlinear composites» // Phys. Rev. B, 1988, v. 38, pp. 10 970−10 973.
  59. J.W. Haus, R. Inguva, and C.M. Bowden «Effective-medium theory of nonlinear ellipsoidal composites» // Phys. Rev. A, 1989, v. 40, No. 10, pp.5729−5734.
  60. I.M. Tiginyanu, I.V. Kravetsky, G. Marowsky, H.L. Hartnagel «Efficient optical second harmonic generation in porous membranesof GaP» // Phys. Stat. Sol.(a), v. 175, No. 2, pp. R5-R6, (1999).
  61. A. M. Zheltikov «Nanocrystal materials with modified symmetry» // Las. Phys., 2001, v. 11, № 9, pp. 1024−1028.
  62. G.L. Fischer, R.W. Boyd, R.J. Gehr, S.A. Jenekhe, J.A. Osaheni, J.E. Sipe, and L.A. Weller-Brophy «Enhanced nonlinear optical response of composite materials» // Phys. Rev. Lett., 1995, v. 74, No. 10, pp. 1871−1874.
  63. R.J. Gehr, G.L. Fischer, R.W. Boyd «Nonlinear-optical response of porous-glass-based composite materials» // JOSA B, 1997, v. 14, № 9, pp. 2310−2314.
  64. O.A. Акципетров, И. М. Баранова, Ю. А. Ильинский «Вклад поверхности в генерацию отраженной второй гармоники для центросимметричных полупроводников» // ЖЭТФ, 1986, т. 91, № 1(7), с. 287−290.
  65. O.A. Aktsipetrov, A.V. Melnikov, Yu.N. Moiseev, T.V. Murzina, C.W. van Hasselt, Th. Rasing, G. Rikken «Second harmonic generation and atomic-force microscopy studies of porous silicon» // Appl. Phys. Lett., 1995, v. 67 № 9, pp. 1191−1193.
  66. K.-Y. Lo, J.T. Lue, «The optical second-harmonic generation from porous silicon» // IEEE Photonics Technology Letters, 1993, v. 5, № 6, pp. 651−653.
  67. M.Cavanagh, J.R. Power, J.F. McGilp, H. Munder, M.G. Berger «Optical second-harmonic generation studies of the structure of porous silicon surfaces» // Thin Solid Films, 1995, v. 225, pp. 146−148.
  68. Jl.A. Головань, A.B. Зотеев, П. К. Кашкаров, B.IO. Тимошенко «Исследование пористого кремния методами комбинационного рассеяния света и генерации второй гармоники» // Письма ЖТФ, 1994, т. 20 № 8, с. 66−69.
  69. М. Falasconi, L.C. Andreani, A.M. Malvezzi, M. Patrini, V. Mulloni, L. Pavesi «Bulk and surface contributions to second-order susceptibilities in crystalline and porous silicon by second-harmonic generation» // Surf. Sci., 2001, v. 481, pp. 105−112.
  70. J. Wang, H. Jiang, W. Wang, J. Zheng, F. Zhang, P. Нао, X. Hou, X. Wang «Efficient Infrared-Up-Conversion Luminescence in Porous Silicon: A Quantum-Confinement-Induced Effect» // Phys. Rev. Lett., 1992, v. 69 № 22, pp. 3252−3255.
  71. L.A. Golovan', A.A. Goncharov, V.Yu. Timoshenko, A.P. Shkurinov, P.K. Kashkarov, N.I. Koroteev «Наблюдение двухкаскадного возбуждения фотолюминесценции в кремниевых наноструктурах» // Письма в ЖЭТФ, 1998, т. 68, № 10, с. 732−736.
  72. P. Maly, F. Trojanek, J. Valenta, V. Kohlova, S. Banas, M. Vacha, F. Adamec, J. Dian, J. Hala, I. Pelant «Luminescence and nonlinear optical properties of porous silcon» // J. Lumin., 1994, v. 60−61, pp. 441−444.
  73. Y. Kanemitsu, S. Okamoto, A. Mito «Third-order nonlinear optical susceptibility and photoluminescence in porous silicon» // Phys. Rev. B, 1995, v. 52, № 15, pp. 10 752−10 755.
  74. B.C. Днепровский, B.A. Караванский, В. И. Климов, А. П. Маслов, «Эффект размерного квантования и сильные оптические нелинейности в пористом кремнии» // Письма в ЖЭТФ, 1993, т. 57, № 7, с. 394−397.
  75. V.I. Klimov, D. McBranch, V.A. Karavanskii, «Strong optical nonlinearities in porous silicon: Femtosecond nonlinear transmission study» // Phys. Rev. B, 1995, v. 52, pp. R16989-R16992.
  76. A.JI. Добряков, B.A. Караванский, C.A. Коваленко, С. П. Меркулова, Ю. А. Лозовик «Наблюдение когерентных фононных колебаний в пленках пористого кремния» // Письма в ЖЭТФ, 2000, т. 71, № 7, с. 430−436.
  77. R. Tomasiunas, J. Moniatte, I. Pelant, P. Gilliot, B. Honerlage «Femtosecond dephasing in porous silicon"// Appl. Phys. Lett., 1996, v. 68 № 23, pp. 3296−3298.
  78. F.Z. Henari, K. Morgenstern, W.J. Blau, V.A. Karavanskii, V.S. Dneprovskii «Third-order optical nonlinearity and all-optical switching in porous silicon» // Appl. Phys. Lett., 1995, v. 67, № 3, pp. 323−325.
  79. H. Liu, L.F. Fonseca, S.Z. Weisz, W. Jia, O. Resto «Observation of picosecond nonlinear optical response from porous silicon» // J. Lumin., 1999, v. 83−84, pp. 37−42.
  80. S. Lettieri, O. Fiore, P. Maddalena, D. Ninno, G. Di. Francia, V. La Ferrara «Nonlinear optical refraction of free-standing porous silicon layers» // Opt. Comm., 1999, v. 168, pp. 383 391.
  81. T. Matsumoto, M. Daimon, H. Mimura, Y. Kanemitsu, N. Koshida, «Optically induced absorption in porous silicon and its application to logic gates» // J. Electrochem. Soc., 1995, v. 142, № 10, pp. 3528−3523.
  82. T.B. Долгова, А. И. Майдыковский, М. Г. Мартемьянов, A.A. Федянин, O.A. Акципетров «Гигантская третья гармоника в фотонных кристаллах и микрорезонаторах на основе пористого кремния» // Письма в ЖЭТФ, 2002, т. 75, вып. 1, с. 17−21.
  83. М. Birnbaum «Semiconductor surface damage produced by ruby lasers» // J. Appl. Phys.,• 1965, v. 36, pp. 3688−3689,
  84. D.C. Emmony, R.P. Howson, L.J. Willis «Laser mirror damage in germanium at 10.6 цт» // Appl. Phys. Lett., 1973, vol. 23, № 11, pp. 598−600.
  85. M. Oron, G. Sorensen «New experimental evidence of the periodic surface structure in laser W annealing» // Appl. Phys. Lett., 1979, vol. 35, № 10, pp. 782−784.
  86. P.M. Fauchet, A.E. Siegman «Surface ripples on silicon and gallium arsenide under picosecond laser illumination» // Appl. Phys. Lett., 1982, vol. 40, № 9, pp. 824−826.
  87. H.M. van Driel, J.E. Sipe, J.F. Young «Laser-induced periodic surface structure on solids: a universal phenomenon» // Phys. Rev. Lett., 1982, vol. 49, № 26, pp. 1955−1958.
  88. A.M. Прохоров, B.A. Сычугов, A.B. Тищенко «Кинетика образования гофра на поверхности германия при облучении мощным лазерным излучением» // Письма в ЖТФ, ф 1982, т. 8, вып. 23, с. 1409−1413.
  89. S.R.J. Brueck, D.J. Ehrlich «Stimulated surface-wave-plasma scattering and growth of a periodic structure in laser-photodeposited metal films» // Phys. Rev. Lett., 1982, vol. 48, № 24, pp. 1678−1681.
  90. F. Keilmann, Y.H. Bai «Periodic surface structures frozen into CO2 Laser-Melted Quartz» // Appl. Phys. A, 1982, vol. 29, pp. 9−18.
  91. A.B. Горбунов, H.B. Классен «Периодическое повреждение поверхности прозрачных диэлектриков импульсом СО2 лазера» // Поверхность, 1983, № 4, с. 96−99.
  92. Ю.В. Вигант, А. А. Ковалев, O.JI. Куликов, Б. И. Макшанцев, Н. Ф. Пилипецкий, Е. А. Сухарева «Образование периодических структур на поверхности твердых тел под действием лазерного излучения» //ЖЭТФ, 1986, т. 91, вып. 1(7), с. 213−219.
  93. J.C. Коо, R.E. Slusher «Difraction from laser-induced deformation on reflective surfaces» // Appl. Phys. Lett., 1976, vol. 28, № 10, pp. 614−616.
  94. F. Keilmann «Laser-driven corrugation instability of liquid metal surfaces» // Phys. Rev. Lett., 1983, vol. 51, № 23, pp. 2097−2100.
  95. F. Keilmann «Instability of liquid metal surfaces under intense infrared irradiation» // J. Physique, 1983, vol. 44, № 10, pp. 77−79.
  96. Г. Г. Громов, В. Б. Уфимцев «Образование двумерной решетки на поверхности InSb под действием лазерного излучения» // Письма в ЖТФ, 1983, т. 9, вып. 10, с. 580−582.
  97. P.M. Fauchet, А.Е. Siegman «Observations of higher-order laser-induced surface ripples on III germanium» // Appl. Phys. A, 1983, vol. 32, № 3, pp. 135−140.
  98. А.А. Самохин, В. А. Сычугов, A.B. Тищенко, А. А. Хакимов «Особенности формирования периодической структуры при поглощении монохроматического излучения на поверхности твердого тела» // Квантовая электроника, 1983, т. 10, № 5, с. 1039−1040.
  99. A.M. Бонч-Бруевич, М. Н. Либенсон, B.C. Макин «Динамика роста поверхностных периодических структур при воздействии интенсивного света на конденсированную среду» // Письма в ЖТФ, 1984, т. 10, вып. 1, с. 3−8.
  100. Z. Guosheng, P.M. Fauchet, A.E. Siegman «Growth of spontaneous periodic surface structures on solids during laser illumination» // Phys. Rev. B, 1982, vol. 26, № 10, pp. 53 665 381.
  101. J.E. Sipe, J.F. Young, J.S. Preston, H.M. van Driel «Laser-induced periodic surface structure. I. Theory» // Phys. Rev. B, 1983, vol. 27, № 2, pp. 1141−1154.
  102. В.И. Емельянов, E.M. Земсков, B.H. Семнногов «Теория образования «нормальных» и «аномальных» решеток на поверхности поглощающих конденсированных сред под действием лазерного излучения» // Квантовая электроника, 1984, т. 11, № 11, с. 2283−2293.
  103. В.И. Емельянов, Е. М. Земсков, В. Н. Семиногов «Теория образования поверхностных решеток при действии лазерного излучения на поверхность металлов, полупроводников и диэлектриков» // Квантовая электроника, 1983, т. 10, № 12, с. 2389−2398.
  104. В.И. Емельянов, В. Н. Семиногов «Лазерное возбуждение связанных поверхностных электромагнитных и акустических волн и статических поверхностных структур в твердых телах» // ЖЭТФ, 1984, т. 86, вып. 3, с. 1026−1036.
  105. С. Momma, B.N. Chichkov, S. Nolte, F. von Alvensleben, A. Tunnermann, H. Welling, В. Wellegehausen «Short-pulse laser ablation of solid targets» // Opt. Communic., 1996, vol. 129, pp. 134−142.
  106. F. Korte, S. Nolte, B.N. Chichkov, T. Bauer, G. Kamlage, Т. Wagner, С. Fallinich, H. Welling «Far-field and near-field material processing with femtosecond laser pulses» // Appl. Phys. A, 1999, vol. 69, pp. S7-S11.
  107. S. Nolte, C. Momma, H. Jacobs, A. Tunnermann, B.N. Chichkov, B. Wellegehausen, H. Welling «Ablation of metals by ultrashot laser pulses» // JOSA B, 1997, vol 14, № 10, pp. 27 162 722.
  108. S. Nolte, C. Momma, G. Kamlage, A. Ostendorf, C. Fallinich, F. von Alvensleben, H. Welling «Polarization effects in ultrashot-pulse laser drilling» // Appl. Phys. A, 1999, vol. 68, pp. 563−567.
  109. K. Konig, I. Riemann, F. Starcke, R.L. Harzic «Nanoprocessing with nanojoule near-infrared laser pulses» // Med. Las. Appl., 2005, vol. 20, pp. 169−184.
  110. X. Zeng, X.I. Mao, R. Greif, R.E. Russo «Experimental investigation of ablation efficiency and plasma expansion during femtosecond and nanosecond laser ablation of silicon» // Appl. Phys. A, 2005, vol. 80, pp. 237−241.
  111. P. P. Pronko, S. K. Dutta, J. Squier, J. V. Rudd, D. Du, G. Mourou «Machining of submicron holes using a femtosecond laser at 800 nm» // Opt. Communie., 1995, vol. 114, pp. 106 110.
  112. F. Korte, J. Serbin, J. Koch, A. Egbert, C. Fallinich, A. Ostendorf, B.N. Chichkov «Towards nanostructuring with femtosecond laser pulses» // Appl. Phys. A, 2003, vol. 77, pp. 229−235.
  113. J. Bonse, K.-W. Brzezinka, A.J. Meixner «Modifying crystalline silicon by femtosecond laser pulses: an analysis by micro Raman spectroscopy, scanning laser microscopy and atomic microscopy» // Appl. Surf. Sei., 2004, vol. 221, pp. 215−230.
  114. A.P. Singh, A. Kapoor, K.N. Tripathi, G.R. Kumar «Laser damaged studies of silicon surfaces using ultra-short laser pulses» // Opt.&Las. Tech., 2002, vol. 34, pp. 37−43.
  115. J. Reif, F. Costache, M. Henyk, S.V. Pandelov «Ripples revisited: non-classical morphology at the bottom of femtosecond laser ablation craters in transparent dielectrics» // Appl. Surf. Sei., 2002, vol. 197−198, pp. 891−895.
  116. F. Costache, M. Henyk, J. Reif «Modification of dielectric surfaces with ultra-short laser pulses» // Appl. Surf. Sei., 2002, vol. 186, pp. 352−357.
  117. F. Costache, M. Henyk, J. Reif «Surface pattering on insulators upon femtosecond laser ablation» // Appl. Surf. Sei., 2003, vol. 208−209, pp. 486−491.
  118. J. Bonse, S. Baudach, J. Kruger, W. Kautek, M. Lenzner «Femtosecond laser ablation of silicon-modification thresholds and morphology» // Appl. Phys. A, 2002, vol. 74, pp. 19−25.
  119. T.-H. Her, R.J. Finlay, C. Wu, E. Mazur «Femtosecond laser-induced formation of spikes on silicon» // Appl. Phys. A, 2000, vol. 70, pp. 383−385.
  120. J. Zhu, G. Yin, M. Zhao, D. Chen, L. Zhao «Evolution of silicon surface microstructures by picosecond and femtosecond laser irradiations» // Appl. Surf. Sei., 2005, vol. 245, pp. 102−108.
  121. N. Yasumaru, K. Miyazaki, J. Kiuchi «Femtosecond-induced nanostructure formed on hard thin films of TiN and DLC» // Appl. Phys. A, 2003, vol. 76, pp. 983−985.
  122. N. Yasumaru, K. Miyazaki, J. Kiuchi «Fluence dependence of femtosecond-laser-induced nanostructure formed on TiN and CrN» // Appl. Phys. A, 2005, vol. 81, pp. 933−937.
  123. N. Kunzner, D. Kovalev, J. Diener, E. Gross, V. Yu. Timoshenko, G. Polisski, F. Koch, M. Fujii «Giant birefringence in anisotropically nanostructured silicon» // Opt. Lett., 2001, vol. 26, № 15, pp. 1265−1267.
  124. Е.М. Воронкова, Б. Н. Гречушников, Г. И. Дистлер, И. П. Петров, Оптические материалы для инфракрасной техники, М.: Наука (1965).
  125. М. Meier, A. Wokaun «Enhanced fields on large metal particles: dynamic depolarization» // Opt. Lett., 1983, vol. 8,№ 11, pp. 581−583.
  126. A. Wokaun, J.P. Gordon, P.F. Liao «Radiation damping in surface-enhanced Raman scattering» // Phys. Rev. Lett., 1982, vol. 48, № 14, pp. 957−960.
  127. O.J.F. Martin, N.B. Piller «Electromagnetic scattering in polarizable backgrounds» // Phys. Rev. E, 1998, vol. 58, № 3, pp. 3909−3915.
  128. J.A. Osborn «Demagnetizing factors of the general ellipsoid» // Phys. Rev., 1945, vol. 67, № 11, pp. 351−357.
  129. A.H. Тихонов, А. А. Самарский «Уравнения математической физики», М.: Наука, 1966.
  130. Ю.И. Сиротин, М. П. Шаскольская, «Основы кристаллофизики», Москва: Наука, 1975.
  131. R.L. Sutherland «Handbook of Nonlinear Optics», Marcel Dekker, Inc, New York, 1996.
  132. D. J. Moss, H. M. van Driel, J. E. Sipe «Dispersion in the anisotropy of optical third-harmonic generation in silicon» // Opt. Lett., 1989, vol. 14, № 1, pp. 57−59.
  133. D.J. Moss, H. M. van Driel, J. E. Sipe «Third harmonic generation as a structural diagnostic of ion-implanted amorphous and crystalline silicon» // Appl. Phys. Lett., 1986, vol. 48, № 17, pp. 1150−1152.
  134. C.C. Wang, J. Bomback, W.T. Donlon, C.R. Huo, J.V. James «Optical third-harmonic generation in reflection from crystalline and amorphous samples of silicon» // Phys. Rev. Lett., 1986, vol. 57, № 13, pp. 1647−1650.
  135. J.G. Rivas «Light in strongly scattering semiconductors», Enschede: PrintPartners Ipskamp, 2002.
  136. B.A. van Tiggelen, A.D. Langedijk, D.S. Wiersma «Reflection and transmission of waves near the localization threshold» // Phys. Rev. Lett., 2000, vol. 84, № 19, pp. 4333−4336.
  137. H. Richter, Z.P. Wang, L. Ley «The one phonon Raman spectrum in microcrystalline silicon» // Solid State Comm., 1981, vol. 39, pp. 625−629.
  138. I.H. Campbell, P.M. Fauchet «The effects of microcrystal size and shape on the on phonon Raman spectra of crystalline semiconductors» // Solid State Comm., 1986, vol. 58, pp. 739−741.
  139. L.V. Keldysh «Excitons in semiconductor-dielectric nanostructures» // Phys. Stat. Sol. (a), 1997, vol. 164, pp. 3−12.
  140. В.А. Бурдов «Зависимость ширины оптической щели кремниевых квантовых точек от их размера» // ФТП, 2002, т. 36, вып. 10, с. 1233−1236.
  141. V.V. Yakovlev, S.V. Govorkov «Diagnostics of surface layer disordering using optical third harmonic generation of a circular polarized light», Appl. Phys. Lett., 2001, vol. 79, № 25, pp. 4136−4138.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!