Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Структурные особенности и оптические свойства тонких слоев аморфного гидрогенезированного углерода

Диссертация: Структурные особенности и оптические свойства тонких слоев аморфного гидрогенезированного углерода
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Исследование особенностей структуры тонких пленок аморфного гидрогенизированного углерода с помощью методов КР, адсорбционной спектроскопии в ИК и видимой области спектра, а также декорирования поверхности островковыми пленками серебра показало, что: а) интенсивность полосы поглощения, соответствующей валентных колебаниям СН-групп в ИК спектрах пленок а-С:Н, зависит от условий СТ)-процесса… Читать ещё >

Структурные особенности и оптические свойства тонких слоев аморфного гидрогенезированного углерода (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • Обозначения и сокращения
  • I Глава. Кинетика СУО-процесса осаждения пленок аморфного гидрогенизированного углерода в плазме тлеющего разряда на постоянном токе
    • 1. 1. Устройство для осаждения пленок в плазме 20 тлеющего разряда и его характеристики
    • 1. 2. Факторы, влияющие на скорость осаждения пленок а-С:Н
      • 1. 2. 1. Влияние параметров тлеющего разряда
      • 1. 2. 2. Осаждение пленок из смеси паров 28 углеводорода с инертным газом
      • 1. 2. 3. Влияние проводимости подложки
    • 1. 3. Влияние скорости осаждения на оптические 31 постоянные пленок а-С:Н
  • Выводы
  • II Глава. Структурные особенности пленок аморфного гидрогенизированного углерода
    • 2. 1. Исследование структуры ближнего порядка
    • 2. 2. Исследование полосы поглощения валентных 38 колебаний СН-групп
  • 2−3. Оценка содержания связанного водорода в пленках а-С:Н
    • 2. 4. Исследование наноструктуры пленок а-С:Н
      • 2. 4. 1. Особенности резонансных спектров КР 45 пленок
      • 2. 4. 2. Изменения в адсорбционных спектрах 53 пленок при отжиге
    • 2. 5. Анализ результатов и моделирование структуры 55 пленок а-С:Н
    • 2. 6. Исследование наноструктуры поверхности тонких слоев а-С:Н методом декорирования островковыми пленками серебра
  • Выводы
  • III Глава. IIоглощение в видимой области спектра и электронная структура тонких пленок а-С:Н
    • 3. 1. Современные представления об атомной и электронной 67 структуре аморфного углерода
    • 3. 2. Определение ширины оптической щели пленок а-С:Н
    • 3. 3. Спектры поглощения в интервале длин волн
  • 400−2400 нм и влияние на них условий получения пленок а-С:Н
    • 3. 4. Корреляция изменений в спектрах электронного 76 поглощения со спектрами КР пленок
    • 3. 5. Соотношение параметров спектров поглощения пленок 78 а-С:Н с шириной оптической щели Тауца
    • 3. 6. Корреляция оптических и электрических свойств 81 пленок а-С:Н
  • Выводы
  • IV Глава. Особенности колебательных спектров пленок а-С:Н
    • 4. 1. Колебательные спектры пленок а-С:Н, полученных в 88 ацетиленовой плазме тлеющего разряда
    • 4. 2. Сравнение колебательных спектров пленок а-С:Н, 92 полученных из разных углеводородов
    • 4. 3. Интерпретация особенностей ИК спектров МНПВО 95 пленок а-С:Н
    • 4. 4. Исследование дисперсии оптических постоянных 100 пленок а-С:Н в ИК области спектра
  • Выводы
  • V Глава. Взаимодействие интенсивного лазерного ИК излучения с защитными покрытиями на основе а-С:Н
    • 5. 1. Сравнение оптических характеристик медных зеркал с 107 покрытием а-С:Н и без него
    • 5. 2. Влияние свойств покрытия а-С:Н на порог оптического, НО пробоя медных зеркал

    5.3. Расчет температуры поверхности медного зеркала с Н6 покрытием в пятне облучения импульсным ИК излучением и порога разрушения покрытия в зависимости от его толщины для случая нарушенного адгезионного контакта с зеркалом

    5.4. Механизм оптического пробоя вблизи поверхности 119 медного зеркала с покрытием а-С:Н

    Выводы

    VI Глава Физико-химическое взаимодействие слоев аморфного гидрогенизированного углерода с жидкими кристаллами

    6.1. Слои а-С:Н, формирующие гомогенную ориентацию 129 жидких кристаллов

    6.2. Начальный угол наклона директора в ЖК ячейках с 131 ориентирующими слоями а-С:Н

    6.3. Исследование рельефа поверхности ориентирующих 136 слоев

    6.4. Молекулярная структура и адсорбционные свойства 141 ориентирующих слоев, полученных с помощью плазмы тлеющего разряда

    6.5. Исследование ориентации жидких кристаллов с 148 помощью поляризационной ИК спектроскопии МП ПВО

    6.6. Гомеотропная ориентация нематического ЖК на 155 поверхности слоев полученных в плазме

    Выводы

    VII Глава IIоверхностная энергия ориентирующих слоев и влияние ее на межфазное взаимодействие с жидкими кристаллами

    7.1 Краевые углы смачивания и поверхностная энергия ориентирующих слоев а-С:Н

    1 -1. Экспериментальное определение краевых углов 165 смачивания и расчет поверхностной энергии

    7.1.2. Изменение поверхностной энергии в результате 169 обработки слоев а-С:Н в плазме кислорода

    7.2 Оценка энергии взаимодействия на границе раздела фаз твердое тело — жидкий кристалл

    Выводы

    Глава IIрименение тонких пленок на основе аморфного гидрогенизированного углерода в жидкокристаллических устройствах

    8.1 Применение поглощающих в видимой области пленок 183 а-С:Н в оптически управляемых модуляторах света отражательного типа для осуществления оптической развязки

    8.1.1 Исследование оптических и электрических 186 свойств поглощающих в видимой области спектра пленок а-С:Н

    8.1.2 Оптически управляемые ЖК модуляторы с 189 мозаичным металлическим зеркалом и светоблокирующим слоем а-С:Н

    8.1.3 Оптически управляемые ЖК модуляторы с 195 многослойными диэлектрическими зеркалами и светоблокирующим слоем а-С:Н

    8−2 Применение тонких пленок а-С:Н в оптических ЖК 200 модуляторах для формирования гомогенной ориентации молекул жидких кристаллов

    8−3 Применение плазменно-полимеризованного октана в 209 призменных ЖК поляризаторах для формирования гомеотропной ориентации молекул жидких кристаллов

    Выводы

Актуальность диссертационной работы обусловлена необходимостью создания новых оптических материалов для решения практических задач, возникающих при разработке компонентной базы квантовой электроники и оптоэлектронных устройств, а также развития оптических телекоммуникационных систем. К таким материалам относятся аморфные углеродные пленки с показателем преломления близким алмазу, сочетающие в себе прозрачность в ИК области спектра с механической прочностью и химической стойкостью. Уникальное сочетание свойств открывает большие возможности для применения алмазоподобных углеродных пленок в оптических элементах лазеров, инфракрасной технике и других оптических устройствах, например, в качестве защитных и просветляющих покрытий оптических элементов.

В настоящее время наряду с интенсивным развитием и совершенствованием методов получения алмазоподобных пленок, проводятся исследования аморфных углеродных пленок с различными оптическими и электрическими свойствами, изучаются особенности их структуры, а также ведется поиск новых применений их макроскопических свойств.

Аморфные углеродные пленки могут быть получены как распылением графита, так и химическим осаждением газообразных и жидких углеродосодержащих веществ. Метод, основанный на химическом осаждении паров (chemical vapor deposition — CVD) углеродсодержащих материалов с помощью плазмы тлеющего разряда на ВЧ потенциале или постоянном токе, является одним из перспективных направлений развития современных нанотехнологий получения оптических тонкопленочных материалов с определенными физическими свойствами.

Аморфные углеродные пленки, полученные разными методами, могут различаться по составу и плотности упаковки атомов. Тонкие аморфные пленки, осажденные из паров углеводородов с помощью плазмы, содержат в структуре связанный водород и поэтому называются гидрогенизированными углеродными пленками (а-С:Н). Физические свойства пленок а-С:Н можно варьировать в широких пределах, изменяя условия конденсации.

Первые представления о структуре пленок а-С:Н с алмазоподобными свойствами были основаны на доминировании в пленках атомов углерода в sp3 валентном состоянии, образующих тетраэдрическую сетку [Discler В., Bubenzer A., Koidl P. Bonding in hydrogenated hard carbon studied by optical spectroscopy. // Sol. Stat. Comm. 1983. V. 48. N 2. P. 105−108]. Поглощение в видимой области спектра, характерное для алмазоподобных пленок а-С:Н, объясняли присутствием в структуре атомов углерода в sp2 валентном состоянии в виде графитовых слоев или полициклических ароматических групп, ориентированных случайным образом. Атомы углерода в sp3 валентном состоянии в этой модели соединяли графитовые слои, обеспечивая механическую прочность пленок а-С:Н [.McKenzie D.R., McPhedran R.C., Savvides N., Cockayne D.J.H. Analysis of films prepared by plasma polymerization of acetylene in D.C. magnetron. // Thin Solid Films. 1983. V. 108. N 3. P. 247−256]. Согласно модели структуры аморфного углерода, предложенной Робертсоном [Robertson J. Amorphous carbon. // Adv. Phys. 1986. V. 35. P. 317−374] и развитой им в последующих работах, свойства аморфного углерода определяются средним порядком структуры, т. е. размерами тс-связанных кластеров, состоящих из атомов углерода в sp2 валентном состоянии, которые распределены внутри sp3 связанной матрицы. Однако существующие представления о структуре аморфного углерода не объясняют изменение оптических, электрических и механических свойств пленок а-С:Н в широком интервале от алмазоподобных до полимероподобных при вариации условий CVD-процесса их получения с помощью плазмы.

Основной целью диссертационной работы являются исследования оптических свойств тонких пленок аморфного гидрогенизированного углерода, полученных в CVD-процессе с помощью плазмы, а также получение новых знаний о влиянии структурных особенностей и содержании связанного водорода в пленках на эти свойства.

В соответствии с поставленной целью в основные задачи диссертации входили следующие фундаментальные исследования: закономерностей изменения оптических постоянных тонких пленок а-С:Н в широких пределах при вариации кинетики процесса химического осаждения пленок из паров углеводородов в плазме тлеющего разрядазакономерностей изменения оптического поглощения в видимой и ИК областях спектра, а также ширины оптической щели тонких пленок а-С:Нвзаимодействия лазерного излучения с пленками а-С:Н, прозрачными в ИК областимеханизма физико-химического взаимодействия полимероподобных пленок на основе а-С:Н с жидкими кристаллами.

Для решения поставленных задач в работе были использованы оптические методы исследования, такие как многоугловая эллипсометрия, адсорбционная спектроскопия в видимой области спектра, ИК спектроскопия многократного нарушенного полного внутреннего отражения (МНИВ О), спектроскопия комбинационного рассеяния (КР), а также электронная и атомная микроскопия и другие методы.

Научная новизна результатов диссертационной работы заключается в том, что впервые:

1. Установлены закономерности изменения оптических постоянных пленок а-С:Н в зависимости от скорости осаждения паров углеводородов в плазме тлеющего разряда и показано влияние природы исходного углеводорода на показатели преломления и поглощения пленок.

2. Исследованы закономерности изменений в резонансных КР спектрах пленок, а также в спектрах поглощения пленок в видимой и ИК областях спектра, и установлено присутствие в структуре а-С:Н цепей пол ненового и полиинового типа, которые вместе с полициклическими ароматическими группами образуют тг-связанные кластеры с единой системой сопряжения кратных связей.

3. Установлены закономерности изменения электронных спектров поглощения и ширины оптической щели пленок а-С:Н в зависимости от условий СУЛ-процесса, а также корреляция между изменением ширины оптической щели и удельным сопротивлением.

4. Установлены закономерности изменений колебательных спектров пленок а-С:Н в зависимости от условий конденсации и природы исходного углеводорода, а также показателя преломления пленок.

5. Установлены закономерности изменения порога оптического пробоя у поверхности медных зеркал с защитным покрытием а-С:Н при воздействии импульсов интенсивного лазерного излучения с длиной волны 10,6 мкм.

6. Предложены механизмы межмолекулярного взаимодействия жидких кристаллов на основе молекул цианобифенилов с поверхностью слоев а-С:Н, полученных химическим осаждением углеводородов в плазме.

Защищаемые положения.

1. Показатель преломления тонких пленок аморфного гидрогенизированного углерода можно изменять в широком интервале от значений, характерных для1 кристаллической формы углерода — алмаза, до показателя преломления, соответствующего полимерам, варьируя-скорость осаждения пленок путем изменения мощности тлеющего разряда, давления в вакуумной камере и содержания паров углеводородов в плазме.

2. Пленки аморфного гидрогенизированного углерода представляют собой оптический материал с изотропными свойствами, элементами наноструктуры которого являются 7Г-связанные углеводородные кластеры размером от нескольких единиц до десятков нанометров в зависимости от толщины и условий получения пленок а-С:Н. Особенности, наблюдаемые в спектрах комбинационного рассеяния пленок, свидетельствуют о присутствии в кластерах цепей полиенового и полиинового типов разной длины наряду с полициклическими группами с различным числом ароматических колец.

3. Ширина оптической щели пленок а-С:Н изменяется от 2,3 до 0,8 эВ в зависимости от состава, размеров и пространственного распределения тс-связанных кластеров в структуре пленок, что коррелирует с уменьшением содержания СН-групп в яр валентном состоянии, нарушающих систему сопряжения кратных связей.

4. Изменение интенсивности полосы поглощения в ИК спектрах пленок а-С:Н около 1250 см" 1, обусловленной колебаниями одинарных С-С связей в 4-х функциональных узлах разветвления структуры, коррелирует с плотностью упаковки структуры и показателем преломления пленок.

5. Повышение порога оптического пробоя медных зеркал с защитным покрытием на основе а-С:Н связано с тем, что прозрачное в ИК области и механически прочное покрытие предотвращает процесс диффузии примесей и газов с полированной поверхности металла при воздействии интенсивного импульсного лазерного излучения с длиной волны 10,6 мкм, что способствует уменьшению вероятности образования плазмы вблизи поверхности.

6. Механизм гомогенной ориентации жидких кристаллов на поверхности прозрачных в видимой области спектра тонких пленок а-С:Н с показателем преломления менее 1,7 связан с взаимодействием между бифенильными кольцами молекул ЖК и полициклическими ароматическими группами в структуре пленок, расположенными параллельно поверхности раздела фаз.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены и обсуждались на следующих конференциях: III и IV Всесоюзная конференция «Оптика лазеров» {Ленинград 1982 и 1984)', International Liquid Crystal Workshop on Surface Phenomena (Санкт-Петербург, 1995) — 6th European Conference on Diamond, Diamond-like and Related Materials (Barcelona, Spain 1015 September- 1995) — 16th International liquid crystal conference {Kent, Ohio USA, 1996) — Liquid Crystal Materials, Devices, and Applications V. (San Jose, California USA, /997)-Artificial Turbulence for Imaging and Wave Propagation, Artificial Turbulence for Imaging and Wave Propagation {San Diego, CA, USA, July 1998) — 7th International conference on ferroelectric liquid crystal. (Darmstadt, Germany, 1999)-YV Международная Конференция «Прикладная оптика» (Санкт-Петербург, 2000 и 2002) — Advances in Optical Information Processing IX (Orlando, FL, USA, April 2000) — High-Resolution Wavefront Control: Methods, Devices, and Applications II (San Diego, CA, USA, August 2000) — High-Resolution Wave front Control: Methods, Devices, and Applications IV (Seattle, WA, USA, July 2002) — XV International Symposium on Gas Flow, Chemical Lasers, and High-Power Lasers (Prague, Czech Republic Monday 30 August 2004).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 56 работ из них 35 работ в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, включенных в перечень ВАК, таких как Оптический журнал, Оптика и спектроскопия, ЖТФ и Письма в ЖТФ, ФТТ, ФТП, Кристаллография, и др., а также публикации в зарубежных изданиях, включенных в систему цитирования Web of Science: Diamond&Related materials, J. Phys. D. Appl. Phys., Mol. Cryst.&Liq. Cryst., Ferroelectrics и др., 8 из этих работ подготовлены лично автором. Получено одно авторское свидетельство и 5 патентов, в том числе 4 международных.

Личный вклад автора. Все изложенные в диссертации результаты получены автором лично или при его непосредственном участии. Автор осуществлял выбор направлений исследований, постановку и проведение экспериментов по получению экспериментальных образцов и анализ полученных результатов исследований.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, восьми глав, заключения и списка цитируемой литературы, включающего 231 ссылки, из них 57 ссылок на работы автора. Работа изложена на 250 страницах, содержит 81 рисунок и 25 таблиц.

Основные результаты диссертации заключаются в следующем:

1. Исследование кинетики осаждения тонких пленок на основе а-С:Н с помощью СУБ-процесса в плазме тлеющего разряда в интервале давлений от 0,1 до 0,004 Па показали, что: а) скорость осаждения пленок а-С:Н в зависимости от проводимости поверхности подложки можно варьировать в широких пределах от 1 до 35 А/с путем изменения межэлектродного напряжения от 600 до 1200 Вт, а также путем изменения содержания паров углеводорода в плазмеб) показатель преломления пленок а-С:Н можно варьировать в интервале от 2,4 до 1,5, меняя скорость осаждения пленок из углеводородов в плазме от 0,4 до 5 А/с.

2. Исследование особенностей структуры тонких пленок аморфного гидрогенизированного углерода с помощью методов КР, адсорбционной спектроскопии в ИК и видимой области спектра, а также декорирования поверхности островковыми пленками серебра показало, что: а) интенсивность полосы поглощения, соответствующей валентных колебаниям СН-групп в ИК спектрах пленок а-С:Н, зависит от условий СТ)-процесса осаждения и обусловлена преимущественно о асимметричными колебаниями СН-групп в эр состоянии гибридизации, в то время как полносиметриные колебания СН-групп в л-/?2 и яр валентных состояниях выражены слабоб) изменение положения максимумов основных полос ~1565 см" 1 и ~1372 см" 1, выделенных в спектрах КР пленок а-С:Н, а также полуширины и интегральных интенсивностей этих полос, наблюдаемых в результате отжига пленок и при вариации длины волны возбуждения, свидетельствует о резонансной природе спектровв) характер изменений, наблюдаемых в резонансных спектрах КР, указывает на присутствие в структуре тонких пленок а-С:Н двух типов рассеивающих центров, которыми являются полиеновые цепи разной длины и полициклические группы с разным числом ароматических колецг) наличие составного тона в спектре КР второго порядка указывает на то, что рассеивающие центры в структуре а-С:Н имеют единую систему сопряжения кратных связей и образуют 71-связанные кластерыд) размер тг-связанных углеводородных кластеров, которые являются центрами кристаллизации островковых пленок серебра при декорировании поверхности а-С:Н, может изменяться от 4 до 100 нм в зависимости от условий получения и толщины пленок, а также исходного углеводорода для их осаждения.

3. Исследование спектральных зависимостей коэффициента поглощения пленок а-С:Н в интервале от 200 нм до 2400 нм показало, что: а) ширина оптической щели исследуемых пленок а-С:Н, подобно другим аморфным полупроводникам, удовлетворительно описывается уравнением Тауца и ее величину можно уменьшать в интервале от 2,3 эВ до 0,8 эВ, повышая межэлектродное напряжение и понижая давление паров углеводородов при осаждении пленок в плазме тлеющего разрядаб) электронные спектры пленок являются квазинепрерывными, а их интенсивность и структура края оптического поглощения зависят от условий осаждения пленок а-С:Н с помощью плазмыв) в пленках а-С:Н с широкополосным электронным спектром ширина оптической щели определяется минимальной энергией 71−71* электронного перехода, а в пленках а-С:Н, имеющих электронный спектр с несколькими максимумами, ширина оптической щели соответствует энергии наиболее вероятного %—%* электронного переходаг) изменение ширины оптической щели пленок а-С:Н в интервале 0,8−2,3 эВ при изменении скорости осаждения от 1 до 10 А/с коррелирует с увеличением удельного сопротивления пленок от 108 до.

10 Ом-см, что сопровождается уменьшением поглощения в видимой области спектра.

4. Исследование колебательных спектров пленок а-С:Н с помощью ИК спектроскопии МНПВО показало, что: а) интенсивность поглощения в интервалах частот от 3300 до 2700 см" 1 и от 1800 до 1000 см" 1 может изменяться в зависимости от условий СУГ)-процесса получения пленок а-С:Н в плазмеб) отличительной особенностью колебательных спектров пленок а-С:Н с показателем преломления более 2,0 является присутствие полосы вблизи 1250 см" 1, обусловленной колебаниями С-С связей в 4-х функциональных узлах разветвления структурыв) для колебательных спектров пленок а-С:Н с показателем преломления менее 1,7 характерны интенсивные полосы поглощения валентных колебаний углеводородных, карбонильных и гидроксильных группг) интегральная интенсивность полосы поглощения с максимумом.

1 3 вблизи 2900 см", соответствующей колебаниям СН-групп в ь’р валентном состоянии, тем ниже, чем выше показатель преломления пленок а-С:Н и плотнее упаковка структуры.

5. Исследование взаимодействия интенсивного импульсного лазерного излучения с длиной волны 10,6 мкм с поверхностью медных зеркал с защитными покрытиями на основе а-С:Н показало, что: а) прозрачная в ИК области спектра, механически прочная и химически стойкая пленка а-С:Н защищает поверхность металлического зеркала и может повышать порог приповерхностного оптического пробоя до.

•" у.

13 МВт/см~, благодаря блокированию паров органических примесей, выделяемых полированной поверхности металла, при тепловом воздействии лазерного излученияб) порог оптического пробоя зеркал зависит от толщины защитного покрытия а-С:Н, что связано с влиянием силы сцепления покрытия с поверхностью зеркалав) снижению порога оптического пробоя с повышением толщины более 0,2 мкм способствует уменьшение силы сцепления на границе раздела между зеркалом и покрытием в результате действия внутренних сжимающих напряжений, характерных для механически прочных пленок а-С:Н, что приводит к росту теплового сопротивленияг) снижение порога оптического пробоя, наблюдаемое при хранении зеркал с покрытием, обусловлено локальным нарушением адгезионного контакта в результате диффузии примесей и газов с поверхности медного зеркала на границу раздела, что вызывает рост теплового сопротивления при воздействии лазерного излучения.

6. Исследования физико-химического взаимодействия тонких прозрачных в видимой области пленок с показателем преломления менее 1,8, полученных из углеводородов с помощью СУО-процесса в плазме, с нематическими жидкими кристаллами показало, что: а) ориентация молекул ЖК (или выравнивание длинных осей молекул ЖК вдоль определенного направления) с помощью слоев, полученных из углеводородов в плазме, основана на механизме межмолекулярного взаимодействия на границе раздела фазб) гомеотропная ориентация ЖК на основе цианобифенилов, когда молекулы ЖК выравниваются перпендикулярно границе раздела фаз, связана с дисперсионным взаимодействием алкильных радикалов, расположенных на концах этих молекул, с метальными группами, присутствующими на поверхности слоев, полученных из углеводородов в плазмев) гомогенная ориентация ЖК на основе цианобифенилов, когда длинные оси молекул ЖК выравниваются параллельно границе раздела фаз, происходит в результате взаимодействия бифенильных групп молекул с полициклическими ароматическими группами, присутствующими на поверхности а-С:Н и расположенными параллельно ейг) при обработке поверхности а-С:Н в плазме кислорода происходит распыление материала с разрушением полициклических групп, что приводит к изменению характера взаимодействия молекул на границе раздела фаз и является причиной наблюдаемого скачкообразного изменения начального угла наклона молекул ЖК.

7. Исследования смачиваемости поверхности ориентирующих слоев полярными и неполярными жидкостями и оценка поверхностной энергии ориентирующих слоев показали, что: а) кратковременное воздействие плазмы на поверхность ориентирующего слоя а-С:Н приводит к росту полярной составляющей поверхностной энергии, что связано с образованием оборванных связей и повышением адсорбционной активности поверхностиб) ориентирующие слои а-С:Н обладают высокой поверхностной л энергией, равной 44 мДж/м, которая превышает значения поверхностной энергии для гомеотропно ориентирующих слоев ППО л ^.

38 мДж/м), а также слоя ПВС (36 мДж/м"), ориентирующего ЖК гомогеннов) экспериментально показано, что энергия межфазного взаимодействия ЖК возрастает с увеличением поверхностной энергии твердого тела и ее значения для ориентирующих слоев ППО, ПВС и а-С:Н были равны о.

6,4, 8,4 и 16,7 мДж/м соответственно.

8. Проблемно-ориентированные исследования слоев а-С:Н, полученных с помощью СУТЗ-процесса в плазме тлеющего разряда, с целью применения их в жидкокристаллических устройствах, показали: а) перспективность использования тонких пленок а-С:Н с показателем преломления менее 1,7 для получения гомогенной ориентации ЖК с малыми начальным углами наклона директораб) возможность использования тонких прозрачных ориентирующих слоев, обеспечивающих гомеотропную ориентацию ЖК, в призменных ЖК поляризаторах, что способствует повышениюстабильности ориентации и увеличивает срок службы этого устройствав) перспективность использования поглощающих в видимой области спектра слоев на. основе а-С:Н для блокирования фотопроводника от проникновения в него считывающего' света с целью обеспечения оптической развязки между записывающим и считывающим светом-в оптически управляемых ЖК модуляторах отражательного типа.

В результате проведенных исследований в диссертационной, работе получили дальнейшее развитие: представления о характере изменений оптических постоянных, ширины оптической щели и оптического поглощения а-С:Н пленок в широком интервале длин волн от видимой области до дальней ИК области спектра и влиянии на эти свойства кинетики СУТ)-процесса осаждения пленок с помощью плазмы тлеющего разряда на постоянном токепредставления о наноструктуре и электронной структуре тонких пленок а-С:Н, удовлетворительно объясняющие экспериментальные результаты исследования электронных и резонансных КР спектров, а также изменение оптических и электрических свойств пленокпредставления об оптическом пробое при воздействии интенсивного импульсного излучения с длинной волны 10,6 мкмвблизи поверхности металлических зеркал, покрытых механически прочной, химически стойкой и прозрачной в ИК области спектра тонкой пленкой на основе а-С:Нфизико-химическая концепция взаимодействия тонких прозрачных в видимой области спектра пленок на основе а-С:Н с жидкими кристаллами.

Практическая ценность результатов работы.

1. Возможность получения нового оптического материала — тонких пленок а-С:Н с заданным показателем преломления в интервале от 1,55 до 2,4 в сочетании с их прозрачностью в области длин волн 4—5 мкм открывает перспективы практического применения этого материала в лазерах и оптике среднего ИК диапазона.

2. Уникальное сочетание механической прочности, химической стойкости и прозрачности в ИК области в тонких пленках на основе а-С:Н, имеющих показатель преломления в интервале 2,0−2,4, с высокой лучевой прочностью до 13 МВт/см" обусловливает перспективность использования этого оптического материала для защиты металлооптических элементов мощных ИК лазеров.

3. Способность тонких пленок а-С:Н с показателем преломления менее 1,7 ориентировать жидкие кристаллы позволяет использовать такие пленки для получения гомогенной ориентации в устройствах на нематических жидких кристаллах, что впервые было предложено и экспериментально исследовано в этой работе.

4. Прозрачные в видимой и ближней ИК области спектра пленки, осажденные из углеводородов в плазме, которые обеспечивают стабильную гомеотропную ориентацию нематического жидкого кристалла, могут быть использованы в призменных ЖК поляризаторах, работающих в широком диапазоне длин волн, что впервые было предложено и экспериментально исследовано в этой работе.

5. Поглощающие в видимой области спектра тонкие пленки на основе а-С:Н с показателем преломления, равным 2,0, могут быть использованы в оптически управляемых ЖК модуляторах отражательного типа для защиты фоточувствительного слоя от проникновения в него считывающего излучения и осуществления оптической развязки для процессов записи и считывания изображения, что впервые было предложено и экспериментально исследовано в этой работе.

Таким образом, в диссертации получен ряд новых научных результатов по оптике, исследованы закономерности изменения показателя преломления пленок а-С:Н в широких пределах и влияния на него изменения структурных особенностей пленокисследованы особенности спектров оптического-поглощения пленок в широкой области длин волнисследован, оптический пробой вблизи поверхности металлооптических элементов с защитными пленками на основе а-С:Н при воздействии интенсивного лазерного РЖ излученияисследованы новые направления применения оптических свойств пленок в элементах инфракрасной оптики, лазерной техники и оптических устройствах на основе жидких кристаллов, а также разработаны физические принципы получения нового оптического материала — тонких пленок аморфного гидрогенизированного углерода с помощью СЛТ>процесса в плазме тлеющего разряда и исследованы, механизмы физико-химического взаимодействия тонких пленок на основе а-С:Н с жидкими кристаллами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Anderson I.P., Berg S., Norstrom H. et al. Properties and coating rates ofdiamond-like carbon films produced de R.F. glow discharge of hydrocarbon. // Thin Solid Films. -1979. -V. 63. -P. 155−157.
  2. Whitmel D.S., Williamson R. The deposition of hard surface layers byhydrocarbon cracking. // Thin Solid Films. -1976. V. 35. — No. 2. -P. 255−261.
  3. Holland L., Ojha S.M. Deposition of hard and insulating carbonaceousfilms on an r.f. target in a butane plasma. // Thin Solid Films. -1979. -V. 58.-No. l.-P. 107−116.
  4. Discler В., Bubenzer A., Koidl P. Bonding in hydrogenated hard carbonstudied by optical spectroscopy. // Sol. Stat. Comm. -1983. V. 48. -No. 2.-P. 105−108.
  5. Jones D.I., Stewart A.D. Properties of hydrogenated amorphous carbonfilms and the effects of dopping. // Phil. Mag. B. -1982. V. 45. — No. 5. — P. 432−434.
  6. Enke K., Dimigen H., Hubach H. Frictional properties of hard andinsulating carbonaceous films grown in an R.F. discharge. // Appl. Phys. Lett. -1980. V. 36. — No. 4. — P. 291−292.
  7. Watanabe L, Hasegawa S., Kurata Y. Photoluminiscense of hydrogenatedamorphous carbon films. // Jap. J. Appl. Phys. -1982. V. 21. — No. 6. -P. 856−859.
  8. McKenzie D.R., McPhedran R.C., Sawides N., Cockayne D.J.H. Analysis offilms prepared by plasma polymerization of acetylene in D.C. magnetron. // Thin Solid Films. -1983. V. 108. — No. 3. — P. 247−256.
  9. Meyerson В., Smith F. W. Electrical and optical properties of hydrogenatedamorphous carbon films. // J. Non-Crys. Sol. 1980. — V. 35/36. -P. 435−440.
  10. A.B., Коншина E.A. Осаждение углеродных пленок с алмазоподобными свойствами из ацетилен-криптоновой плазмы. // ЖТФ.-1 982.-Т. 52.-Вып. 4. С. 810−811.
  11. Mori Т., Namba Y. Hard diamond-like carbon films deposited by ionized deposition of methane gas. // J. Vac. Sci. Technol. A. 1983. — V. 1. -P. 23−27.
  12. Weismantel C., Bewilogua K., Bzeuer K. et al. Preparation and properties of hard i-C and i-BN coatings. // Thin Solid Films. 1982. — V. 96.1. No. 1.-P. 31−44.
  13. A.B., Коншина E.A. Способы получения и свойства углеродных алмазоподобных пленок. // ОМП. 1982. — № 9. -С. 52−59.
  14. Е.А. Осаждение пленок а-С:Н в тлеющем разряде на постоянном токе с областью магнетронной плазмы, локализованной вблизи анода. // ЖТФ. 2002. — Т. 72. — Вып. 6. — С. 35−40.
  15. Е.А., Толмачев В. М., Вангонен А. И., ФаткулинаЛ.А. Исследование свойств плазменно-полимеризованных слоев и влияния их на ориентацию нематических жидких кристаллов. // Опт. журн. 1997. — Т. 64. — № 5. — С. 88−95.
  16. Jacob W. Surface reactions during growth and erosion of hydrocarbon films. // Thin Solid Films. 1998. — V. 326. — P. 1−42.
  17. E.A. Структурные особенности углеродных пленок, полученных в ацетиленовой плазме.// ОМП. 1987. — № 2. -С. 15−18.
  18. Ludwig M. Thickness limits for coatings deposited by direct current cracking of vapors. // Appl. Opt. -1986. V. 25. — No. 22.1. P. 3977−3979.
  19. Bubenzer A., Discler В., Brandt G. Koidl P. Role of hard carbon in the field of infrared coating materials. //J. Appl. Phys. 1983. — V.54. -No. 8.-P. 4590−4595.
  20. Locher.R., Wild C. Koidl P. Direct ion-beam deposition of amorphous hydrogenated carbon films. // Surf, and Coat. Tech. -1991. V.47. -P. 426−432.
  21. Fujii R., Shohota N., Mikami M. et.al. Properties of carbon films by dc plasma deposition. I I Appl. Phys. Lett. 1985. — V. 47. — No. 4.1. P. 370−372.
  22. Яковлев В. Б, Васильева U.K., Веремей В. В., Коншина Е. А. Определение оптических характеристик аморфных углеродных пленок. // ЖПС. 1990. — Т. 53. — С. 863−865.
  23. Р., Башаран Н. Эллипсометрия и поляризованный свет. М.Мир. -1981.-582 с.
  24. Е.А., Толмачев В. А. Влияние кинетики процесса конденсации на оптические постоянные аморфных гидрогенизированных углеродных пленок // ЖТФ. 1995. — Т. 65. — №. 1. — С. 175−178.
  25. Tolmachev V.A., Konshina Е.А. Ellipsometric study of a-C:H films. / Diamond & Related Materials. -1996. Vol. 5. — No. 12.1. P. 1397−1401.
  26. PascualE., Serra C., Estevel J. Ellipsometric study of diamond-like thin films. // Surf, and Coat. Tech. -1991. V. 47. — P. 263−268.
  27. Swith F. W. Optical constant of a hydrogenated amorphous carbon films. // J. Appl. Phys. 1984. -V. 55. — No. 3. — P. 764−771.
  28. Catterine X., Coudere P. Electrical characteristics and growth kinetics in discharges used for plasma deposition of amorphous carbon. // Thin Solid Films. -1998. V. 326. — P. 1−42.
  29. SpencerE.G., Schmidt P.H., JoyD.C., SansaloneF.J. Ion-beam-deposited polycrystalline diamondlike films. // Appl. Phys. Lett. 1976. — V. 29. -P. 118−120.
  30. H.H., Стрелъницкий B.E., Гусев B.A. Новая плотная модификация кристаллического углерода С8. // Письма в ЖЭТФ, 1979. — Т. 30. — С. 218−221.
  31. Э.Ф., Пузиков В.М, Семенов А. В. Осаждение алмазных пленок из ионных пучков углерода. // Кристаллография. —1981. — Т. 26.-С. 219−222.
  32. В.М., Сладкое A.M., Никулин Ю. Н. Строение полимерного углерода. // Успехи химии. -1982. Т. 51. — С. 736−762.
  33. Ojha S.M., Norstrom Н. Meluluch D. The growth kinetics and properties of hard and insulating carbonaceous films grown in an R.F. discharge. // Thin Solid Films. -1979. V. 60. — P. 213−225.
  34. Fink J, Mtiller-Heinzerling Т., Pfliiger J., Bubenzer A., Koidl P., Crecelius G. Structure and bonding of hydrocarbon plasma generated carbon films: An electron energy loss study. // Sol. St. Comm. -1983. V. 47.1. P. 687−691.
  35. ZelezJ. Diamond-like carbon films. // RCA. Rewiew. 1982. V. — 43. -P. 665−673.
  36. Miller D.J., Mckenzi D.R. Electron spin resonance study of amorphous hydrogenated carbon films. // Thin Solid Films. 1983. — V. 108. -P. 257−264.
  37. Е.А., Ткачу к Б. В. Инфракрасные спектры и строение тонких полидиметилсилоксановых пленок. // ЖПС. 1973. — Т. 18. С. 251−256.
  38. Kaplan S., Jansen F., Machonkin M. Characterization of amorphous carbon-hardrogen films by solid-state nuclear magnetic resonance. // Appl. Phys. Lett. 1985. — V.47. — No. 7. — P. 750−753.
  39. Robertson J. Amorphous carbon. //Adv. Phys. 1986. — V. 35. -P. 317−374.
  40. Nadler M.P., Donovan T.M., Green A.K. Thermal annealing study of carbon films formed by the plasma decomposition of hydrocarbons. // Thin Sol. Films. 1984. — V. 116. — P. 241−247.
  41. Caudere P., Catherine Y. Structure and physical properties of plasma-grown amorphous hydrogenated carbon films. // Thin Sol. Films. -1987. -V. 146.-N l.-P. 93−107.
  42. A.B., Коншина E.A. Резонансное KP углеводородных пленок, осажденных из ацетиленовой плазмы. // Опт. и спектр. 1988. — Т. 65. — С. 856−860.
  43. А.В., Бехтерев А. Н., Бобович Я. С., Петров В. И. Интерпретация некоторых особенностей в спектрах комбинационного рассеяния графита и стеклоуглерода. // Опт. и спектр. 1987. — Т. 62. — в. 5. — С. 1036−1042.
  44. А.В., Бобович Я. С., Петров В. И. Проявление резонансных и размерных эффектов в спектрах комбинационного рассеяния стеклоуглерода. // Опт. и спектр. 1987. — Т. 63. — в.5.1. С. 1026−1029.
  45. Mernagh Т.Р., Cooney R.P., Johsson R.A. Raman spectra of Graphon carbon black. // Carbon. 1984. — V. 22. — No 1. — P. 39−42.
  46. Vidano R.P., Fischbach D.B., Willis L.J., Lochr Т.Н. Observation of Ramon band shifting with exaltation wave length for carbon and graphites. // Sol. St. Comm. 1981. — V. 39. — N 2. — P. 341−344.
  47. Schugerl F.B., Kuzmany H. Optical modes of /r
  48. Nemanich R.J., Solin S.A. First- and second-order Raman scattering from finite-size crystals of graphite. // Phys. Rev. B. 1979. — V. 20. — No 2. -P. 392−401.
  49. Dillon R.O., John A., Wollam J. A., Katkanant V. Use of Raman scattering to investigate disorder and crystallite formation in as-deposited and annealed carbon films. // Phys. Rev. B. 1984. — V. 29. — No 6.1. P. 3482−3489.
  50. Shad M.L., Chance R.R., Lefosttollec M., Schott M. Raman photoselection and conjugation-length dispersion in conjugated polymer solutions. // Phys. Rev. B. 1982. — V. 25. — N 7. — P. 4431−4436.
  51. Nakamizo M, Kammereck R., Walker P.L. Laser Raman studies on carbons. // Carbon. 1974. — V. 12. — P. 259−267.
  52. E.A., Баранов A.B. К вопросу о структуре углеродных пленок. // Поверхность. 1989. — Т. 4. — С. 53−58.
  53. Shirakawa Н., Ito I., Ikeda S. Raman Scattering and Electronic Spectra of Poly (acetylene). // Polym. J. 1973. — V. 4. — No. 4. — P. 460−462.
  54. Kezmahy H. Resonance Raman Scattering from Neutral and Doped Polyacetylene. // Phys. Stat. Sol. B. 1980. — V. 97. — P. 521−531.
  55. Jungnickel G., Frainheim Th., Porezag D., Blaudeck P., Stephan U., Newport R.J. Structural properties of amorphous carbon. IV. A molecular-dynamics investigation and comparison to experiments. // Phys. Rev. B.- 1994. V. 50. — P. 6709−6716.
  56. Ramsteiner M., Wagner J. Resonant Ramon scattering of hydrogenated amorphous carbon: Evidence for 71-bonded carbon clusters.// Appl. Phys. Lett. 1987. — V. 51. — P. 1355−1357.
  57. Yoshikawa M., Katagiri G., Ishida, A. IshitaniH., Akamatsu T. Resonant Raman scattering of diamondlike amorphous carbon films. // Appl. Phys. Lett. 1988.-V. 52.-P. 1639−1641.
  58. Tamor M.A., Haire J. A., Wu C.H., Hass K.C. Correlation of the optical gaps and Raman spectra of hydrogenated amorphous carbon films. // Appl. Phys. Lett. 1989. — V. 54. — No. 2. — P. 123−125.
  59. Walters J. K" Honeybon P., Huxley D. W, Newport R. J., Howells W.S. Structural properties of hydrogenated carbon. I. A high-resolution neutron-diffraction study. // Phys. Rev. B. 1994. — V. 50. — P. 831−845.
  60. Jager M., Gottward J., Spiess H. W., Newport R. J. Structural properties of amorphous hydrogenated carbon.III. NMR Investigations. // Phys. Rev. B. 1994. — V. 50. — P. 848−852.
  61. Honeybone J. R, Newport R.J., Walters J. K., Howells W.S., Tomkinson J. Structural properties of amorphous hydrogenated carbon. II. An inelastic neutron-scattering study. // Phys. Rev. B. 1994. — V. 50. — P. 839−845.
  62. Satoshi Matsunuma. Theoretical simulation of resonance Raman bands of amorphous carbon. // Thin Solid Films. 1997. — V. 306. — P. 17−22.
  63. Декорирование поверхности твердых тел. М.: Наука, -1976. -112 с.
  64. ПалатникЛ.С., Фукс М. Я., Косевич В. М. Механизм образования и субструктура конденсированных пленок. М.: Наука, -1972. -320 с.
  65. КоншинаЕ.А., Туровская Т. С. Исследование микроструктуры поверхности тонких слоев а-С:Н, ориентирующих жидкие кристаллы //ЖТФ.- 1998.-Т.68. -№ 1.-С. 106−108.
  66. Ishida IL, Fukuda H., Katagiri G., Ishitani A. An Application of Surface-Enhanced Raman Scattering to the Surface Characterization of Carbon Materials. // Appl. Spectr. 1986. — V. 40. — P. 322−330.
  67. Marchon В., Salmeron M, Siekhaus W. et al. Observation of graphitic and amorphous structures on the surface of hard carbon films by scanning tunneling microscopy. // Phys. Rev. B. 1989. — V. 39. — No. 17.1. P. 12 907−12 910.
  68. A.B., БобовичЯ.С., Коншина E.А., Туровская T.C. Гиганское комбинационное рассеяние гидрогенизированными пленками аморфного углерода а-С:Н // Опт. и спектр. 1989. — Т. 67. — В. 2. -С. 456−458.
  69. Chen У. J., Carter G.M., Tripathy S.K. Study of Langmuir-Blodgett polydiacetylene polymer films by surface enhanced Raman scattering. // Sol. St. Comm. 1985.-V. 54.-No. l.-P. 19−22.
  70. Creighton J.A. Surface raman electromagnetic enhancement factors for molecules at the surface of small isolated metal spheres: The determination of adsorbate orientation from SERS relative intensities. // Surf. Sci. 1983. — V. 124. — P. 209−219.
  71. Robertson J., O’Reilly E.P. Electronic and atomic structure of amorphous carbon. //Phys. Rev. B. 1987. — V. 35. — P. 2946−2957.
  72. Robertson J. Properties of diamond-like carbon. // Surf, and Coat. Tech.- 1992-V. 50.-P. 185−203.
  73. Robertson J. Electronic structure of diamond-like carbon. // D&RM, — 1997. -V.6. P. 212−218.
  74. Frainheim Th., Blaudeck P., Stephan U., Jungnickel G. Atomic structure and physical properties of amorphous carbon and its hydrogenated analogs. // Phys. Rev. B. 1993. — V. 48. — P. 4823−4834.
  75. Zhang F., Chen G., Zhang Y, Yu G. IR and ESR studies of the structural properties of hydrogenated amorphous carbon films. // Phys. Stat. Sol. (a) — 1988. V. 109. — K39-K44.
  76. Yamamoto K., Ichikawa Y, Nakayama Т., Tawada Y. Relationship between Plasma Parameters and Carbon Atom Coordination in a-C:H Films Prepared by RF Glow Discharge Decomposition. // Jap. J. Appl. Phys. 1988. -V. 27. — P. 1415−1421.
  77. Serra C., Pascual E., Maass F., Esteve J. Plasma deposition of hydrogenated amorphous carbon (a-C:H) under a wide bias potential range. // Surf. Coat. Tech. 1991. — V. 247. — P. 89−97.
  78. Rohwer K., Hammer P., Thiele J-U., Gissler W., e.a. Electrical and optical properties of plasma-deposited amorphous hydrocarbon films. // J. Non-Cryst. Sol. 1991. — V. 137&138. — P. 843−846.
  79. Tauc J., Grigorovici R., Vancu A. Optical Properties and Electronic Structure of Amorphous Germanium. // Phys. Stat. Sol.(b) -1966. -V. 15.-P. 627−637.
  80. E.A. Корреляция оптической щели и особенности структуры аморфных гидрогенизированных углеродных пленок. // ФТТ. 1995.-Т. 37. -С.1120−1125.
  81. Н., Девис Э. // Электронные процессы в некристаллических веществах М. 1974. — 472 с.
  82. Хи S., Hundhausen М., Ristein J., Хап В., Le L. Influence of substrate bias on the properties of a-C:H films prepared by plasma CVD. // J. Non-Cryst. Sol. 1993. — V. 164−166. — P. 1127−1130.
  83. E.A., Баранов A.B., Яковлев В. Б. Колебательные спектры углеродных пленок, полученных из ацетиленовой плазмы. // ЖПС.- 1988. Т. 48. — С. 957−962.
  84. О.В. Электронные спектры в органической химии. Л., Химия, 1985. — гл. 5, — с. 121.
  85. Е.А. Поглощение и ширина оптической щели пленок а-С:Н, полученных из ацетиленовой плазмы. // ФТП. 1999.1. Т. ЗЗ.-В.З.-С. 469−475.
  86. Dasgupta D., Demichelis F., Pirri C.F., Tagliaferro A. n bands and gap states from optical absorption and electron-spin-resonance studies on amorphous carbon and amorphous hydrogenated carbon films. // Phys. Rev. В. 1991.-V. 43. — P. 2131−2135
  87. Dasgupta D., Martino C. De, Demichelis F., Tagliaferro A. The role of n and 7i* gaussian-like density-of-states bands in the interpretation of the physical properties of a-C and a-C:H films. // J. Non-Cryst. Sol. -1993. -V. 164−166.-P. 1147−1150.
  88. Robertson J. Amorphous carbon cathodes for field emission display. // Thin Solid Films. 1997. — V. 296. — P. 61−65.
  89. Egret S., Robertson J., Milne W.I., Clough F.J. Diamond-like carbon metal-semiconductor-metal switches for active matrix displays. // Diamond & Related Materials. 1997. — V. 6. — P. 879−883.
  90. Е.А. Корреляция электрических и оптических свойств пленок а-С:Н. // ЖТФ. 2000. — Т. 70. — В. 3. — С. 87−89.
  91. Е.А., Онохов А. П. Применение поглощающих пленок а-С:Н в жидкокристаллических модуляторах света отражательного типа. // ЖТФ. 1999. — Т. 69. -В. 3. — С. 80−81.
  92. Е.А., Вангонен А. И. Особенности колебательных спектровалмазоподобных и полимероподобных пленок а-С:Н. // ФТП. 2005. -Т.39.-В.5.-С. 616−621.
  93. Епке К. Hard carbon layer for wear protection and the antireflection purposes of infrared devices.// Appl. Optics. 1985. — V. 24.1. P. 508−512.
  94. Pellicori S.F., Peterson C.M., Henson T.P. Transparent carbon films: Corparison of properties between ion- and plasma-deposition processes. // J. Vac. Sci. Technol. A. 1986. — V. 4. — P. 2350−2355.
  95. Klibanov L., Croitoru N.I., Seidman A., Gilo V., Dahan R. Diamond-like carbon thin films as antireflective and protective coatings of GaAs elements and devices. // Opt. Eng. 2000. — V.39. — P. 989 — 992.
  96. MemmingR. Properties of a-C:H layers made by CVD. // Thin Sol. Films.- 1986. V. 143. — P. 279−289.
  97. Rodil S.E. Infrared spectra of amorphous carbon based materials. // Diamond & Related Materials. 2005. — V. 14. — P. 1262 — 1269.
  98. Graig S., Harding G. Structure, optical properties and decomposition kinetics of sputtered hydrogenated carbon // Thin Sol. Films. -1982. -V. 97.-No. 4.-P. 345−361.
  99. M.B., Грибов Л. А., Елъяшееич M.A., Степанов Б. И. Колебания молекул. 4е изд. исп. и доп. М.: Наука, -1972. -С. 699.
  100. В.И., Сладкое A.M., Асеев Ю. Г. и др. Инфракрасные спектры полиинов. // Докл. АН СССР. 1963. — Т. 153. — № 2. -С. 346−349.
  101. В.В., Кудрявцев Ю. П., Сладкое A.M. Карбиновая аллотропная форма углерода. // Вестник АН СССР 1978. — № 1. -С. 70−78.
  102. Levis W.F., Batchelder D.N. Modeling vibration modes in diacetylene polymers. // Chem. Phys. Lett. -1979. V. 60. -No. 2. — P. 232−237.
  103. ХаррикН. Спектроскопия внутреннего отражения. М., Мир, 1970. -с. 335.
  104. А.И., Коншина ЕЛ., Толмачев В. А. Адсорбционные свойства слоев веществ, ориентирующих жидкие кристаллы. // ЖФХ.- 1997. Т. 71. — С. 1102−1103.
  105. Lefrant S., Litchman L.S., Temkin H., e.a. Raman scattering in (CH)x and (CH)x treated with bromine and iodine. // Sol. St. Comm. -1979. V. 29. —No 3. — P. 191−196.
  106. Nadler M.P., Donovan T.M., Green A.K. Thermal annealing study of carbon films formed by the plasma decomposition of hydrocarbons. // Thin Sol. Films, 1984. -V. 116. — P. 241−247.
  107. А.В., Коншина Е. А., Песков О. Г., Шорохов О. А. Защита медных зеркал покрытиями из i-углерода. // Тез. докл. III Всесоюз. конф. Оптика лазеров. Л., 1981. — С. 365.
  108. А.В., Коншина Е. А., Юдинцев Е. М. Исследование оптических свойств защитных углеродных покрытий. // Тез. докл. IV Всесоюз. конф. Оптика лазеров. Л., 1983. — С. 337.
  109. А. С., Зеленое А. А., Семенов Е. П., Юдинцев Е. М. Импульсный электроразрядный С02лазер с ионизацией газовой смеси ультрафиолетовым излучением при атмосферном давлении. // ОМП. 1977. — № 6. — С. 29−31.
  110. В.А., Шегурский Л. А., Огородник Б. В., Пугач Э. А. Термохимические свойства углерода, осажденного в газовом разряде. //Сверхтвердые материалы. 1984. — № 6. — С. 17−18.
  111. А.В., Коншина Е. А., Калугина Т. Н. Старение углеродных покрытий. // ОМП. 1986. — № 12. — С. 37−38.
  112. KM., Либенсон М. Н., Яковлев Е. Б. Лазерная термолитография в производстве интегральных схем. Л., -1981.1. С. 4.12.
  113. РедиДж.Ф. Действие мощного лазерного излучения. М.: Мир, 1974.-С. 89−92.
  114. Бонч-Бруевич A.M., Либенсон М. И. Нерезонансная лазеротермия в процессах взаимодействия интенсивного излучения с веществом. // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1982. — Т. 46. — № 6. — С. 1104−1118.
  115. Физика тонких пленок. М.: Мир, 1967. — Т. 2. — С. 294.
  116. В.И., Прохоров A.M., Чаплиев Н. И. Плазмообразование на металлических зеркалах С02-лазеров//Изв. АН СССР. Сер. физ. -1984. Т. 48. — № 8. — С. 1591−1599.
  117. A.B., Гравелъ Л. А., Коншина Е. А., Моричев И.Е., Савинов
  118. B.П., Семенов Е. П. Спектроскопическое и масс-спектрометрическое исследование поверхности медных зеркал. // ОМП. 1979. -№ 3.1. C. 4−6.
  119. Е.А. Взаимодействие интенсивного лазерного ИК излучения с защитными покрытиями а-С:Н. //ЖТФ. 1998. -Т. 68. — Вып. 9. — С. 59−66.
  120. A.A., КасасентД. Компанеъ} И.Н., Парфенов A.B. Пространственные модуляторы света М: Радио и связь.-1987. -320 с
  121. Е.С., Козуиов В. А., Григос В. И. Ориентации нематических жидких кристаллов. // Успехи химии. 1985. Т. 54, -С. 214−238.
  122. Hass W., Adams J., Flannery J. New Electro-Optic Effect in a Room-Temperature Nematic Liquid Crystal. // Phys. Rev. Letts. -1970.1. V. 25.-P. 1326−1327.
  123. Naemura S. Measurement of anisotropic interfacial interactions between a nematic liquid crystals with substrates. // Appl. Phys. Lett. 1978. -V. 33,-P. 1−3.
  124. Perez E., Proust J.E., Ter-Minassian-Saraga L. The Orientation of Nematic Liquid Crystals.,// Mol.Cryst. & Liquid Cryst. 1977. -V. 42.-P. 1177−1180.
  125. Haller I. Alignment and wetting properties of nematic liquids. // Appl. Phys. Lett. 1974. — V. 24. — P. 349−351.
  126. Hiltrop K., Stegemeyer H. Contact Angles and Alignment of Liquid Crystals on Lecithin Monolayers. // Mol. Cryst. Liquid.Cryst. 1978. -V. 49. — P.61−65.
  127. Dubois J.C., GazardM., Zann A. Plasma-polymerized films as orientating layers for liquid crystals. // Appl.Phys. Lett. — 1974. V. 24, — No. 7. P. 297−300.
  128. Dubois J. C., Gazard M., Zann A. Liquid-crystal orientation induced by polymeric surfaces. // J. Appl. Phys. 1976. — V. 47. — No. 4.1. P. 1270−1274.
  129. Sprokel G.J., Gibson R.M. Liquid crystal alignment produced by RF plasma deposited films. // J. Electrochem. Soc. 1977. — V. 124. -No. 4. — P. 557−561.
  130. WatanabeR., Nakamo Т., Satoh Т., HatohH., Onki Y. Plasma-polymerized films as orientating layers for LCs // Jap. J. Appl. Phys.- 1987. V. 26. — No. 3. — P. 373−376.
  131. E.A. Развитие физико-химической концепции нанотехнологии ориентации жидких кристаллов. // Научно-Техн. Вестник СПб ГУ ИТМО, 2005- Вып. 23. — С. 3−13.
  132. Е.А. ЖК модулятор и способ его изготовления. Патент РФ № 95 111 345−1997.06.20 -G02F1/13.
  133. Е.А. Взаимодействие между нематическим жидким кристаллом и аморфными углеводородными ориентирующими слоями. // Кристаллография. 1995. — Т.40, — № 6. -С. 1074−1076.
  134. Vangonen A.I., Konshina Е.А. ATR-IR spectroscopy study of nLC orientation at the plasma-polymerized layers surface. // Mol. Cryst.& Liq. Cryst. 1997. — V. 304. — P. 507−512.
  135. Konshina E.A., Tolmachiev V.A., Vangonen A.I., Onokhov A.P. Novel alignment layers produced by CVD technique from hydrocarbon plasma. // Procc. SPIE. 1997. — V. 3015. — P. 52−60.
  136. E. А., Федоров M. А. Влияние граничных условий на фазовую модуляцию света в случае s эффекта нематика. // Письма в ЖТФ. — 2006. — Т. 32. -В. 22. — С. 15−21.
  137. Е.А., Федоров М. А., Иванова H.JI, Амосова Л. П. Аномальное пропускание света нематическими жидкокристаллическими ячейками. // Письма в ЖТФ. 2008. -Т. 34.-В. 2.-С. 39−45.
  138. ЯсудаХ., Полимеризация в плазме. М.: Мир, -1988. С. 375.
  139. В.А., Окатов М. А., Мацоян Е. Ф. Определение пористости и истинного показателя преломления тонких пленок методом эллипсометрии. // Опт. журн. -1993. -№ 5. С. 37−39.
  140. И. Ф. Толмачев В. А. Исследование оптических характеристик антиотражающих покрытий на основе пористого кремнезема. //Опт. журн. 1995. — Т. 62. — № 4. — С. 26−30.
  141. В.А., Окатов М. А., Леонова ТВ. Адсорбционно-эллипсометрический метод определения пористости тонких пленок: В кн. Эллипсометрия: теория, методы, приложения. Новосибирск. Наука, 1991.-С. 252.
  142. Hwang S. J., Lin S.-T., Lai C.-ff. A novel method to measure the cell gap and pretilt angle of a reflective liquid crystal display. // Opt. Comm.- 2006. V. 260. — P. 614−620.
  143. Baur G., Wittwer V., Berreman D. W. Determination of the tilt angles at surfaces of substrates in liquid crystal cells. // Phys. Lett. 1976. — V. 56A.-No. 2.-P. 142−143.
  144. Nakano F., Isogai M., Sato M. Simple method of determining liquid crystal tilt-bias angle. // Jpn. J. Appl. Phys. 1980. — V. 19. — No. 10. -P. 2013−2014.
  145. Cuminal M.-P., Brunei M. A technique for measurement of pretilt angles arising from alignment layers. // Liquid Crystals. 1997. -V. 22. — No. 2. -P. 185−192.
  146. Konshina E. A. Alignment of nematic LCs on the surface of amorphous hydrogenated carbon. // Proc. SPIE 1995. — V. 2731. — P. 20−24.
  147. Коншина E. A. L Федоров M. A., Амосова JI. П. Определение угла наклона директора и фазовой задержки жидкокристаллических ячеек оптическими методами. // Опт. журн. 2006. — Т.73. — В. 12.1. С. 9−13.
  148. Rousille L., Robert J. Liquid crystal quasihomeotropic orientation induced by a polymer deposited on a SiO surface. // J Appl. Phys. 1979. -V. 50.-P. 3975−3977.
  149. А., Стругалъский 3. Жидкие кристаллы. M.: Сов. радио. 1979.- 159 с.
  150. Heffner W.R., Berreman D. W., Sammon M., Meiboom S. Liquid crystal alignment on surfactant treated obliquely evaporated surfaces. // Appl. Phys. Lett 1980. — V. 36. — No. 2. — P. 144−146.
  151. Isaev M.V., Konshina E. A., Onokhov A.P., Turovskaya T.S. Influence of relief geometry on the surface of condensed layers on the alignment of LCs. // Proc. SPIE. 1995. — V. 2731. — P. 25−27.
  152. M.B., Коншина E.A., Онохов А. П., Туровская Т. С. Влияние структуры поверхности конденсированных слоев на ориентацию жидких кристаллов. // ЖТФ. 1995. — Т.65. — № 10. — С.175−180.
  153. Е. А., Федоров М. А., Амосова Л. П., Воронин Ю. М. Влияние поверхности на фазовую модуляцию света в слое нематического жидкого кристалла. // ЖТФ. 2008. — Т. 78. -В. 2. -С. 71−76.
  154. В. А., Янковский С А. Спектроскопия в органической химии. М.: Химия, 1985. — С. 232.
  155. Hatta A. Application of infrared ATR spectroscopy to liquid crystals. 1. Surface-induced orientation in thin films of nematic MBBA. // Bull. Chem. Soc. Jpn. 1977. — V. 50. -No. 10. — P. 2522−2527.
  156. E.A., Вангонен А. И. Исследование ориентации тонких пленок нематика методом ИК спектроскопии многократно нарушенного полного внутреннего отражения. // Опт. журн. 1998. -Т. 65.-№−7.-С. 34−38.
  157. Е.А., Толмачев В. А., Вангонен А. И. Гомеотропная ориентация нематического жидкого кристалла на поверхности плазменно-полимеризованного октана. //Кристаллография. 1998. -Т. 43.-№ 1.-С. 107−110.
  158. А.Д. Адгезия жидкости и смачивание. М. Химия. -1974. -С. 416.
  159. Good W.R. A comparison of contact angle interpretations. // J. Colloid Interface Sci. 1973. — V. 44. — No. 1. — P. 63−71.
  160. Ovens D.K., Vendt R.C. Estimation of the surface free energy of polymers. // J. Appl. Polymer. Sci. 1960. — V. 13. — No. 8.1. P. 1741−1747.
  161. Naemura S. Polar and nonpolar contributions to liquid-crystal orientations on substrates. // J. Appl. Phys. 1980. — V. 51. — 12. -P. 6149−6159.
  162. E.A., Толмачев В. А. Краевые углы и поверхностная энергия слоев аморфного гидрогенизированного углерода. // Коллоид, журн. 1996. — Т. 58. — № 4. — С.491−493.
  163. М.Г. Взаимодействие жидких кристаллов с поверхностью. // Опт. журн. 1997. — Т. 64. — № 5. — с. 58−87.
  164. Naemura S. Physicochemical Study on liquid crystal-substrate interfacial interactions // Mol. Cryst.& Liq. Cryst. 1981. — V. 68.1. P. 183−198.
  165. Van Oss C.J., GoodR. J., Chaudhury M.K. Additive and nonadditive surface tension components and the interpretation of contact angles. // J. Langmuir. 1988. — V. 4. — P. 884−891.
  166. В.А., Коншина E.A. Оценка полярных компонентов при определении поверхностной энергии твердого тела. // Коллоидный журнал. 1998. — Т.60. — № 4. — С. 569−573.
  167. А. Физическая химия поверхностей. М. Мир. -1979. 568с.
  168. В.А., Коншина Е. А. Оценка энергии взаимодействия на границе твердое тело жидкий кристалл. // Опт. журн. -1998.1. Т. 65.-№−7.-С. 39−41.
  169. Практикум по коллоидной химии латексов и поверхностно-активных веществ, под ред. Р. Э. Неймана, М.: Высшая школа, — 1972.-65 с.
  170. В.А., Онохов А. П., Васильев П. Я. Исследование оптического профиля покрытий на основе In203-Sn02 методом эллипсометрии. // Опт. журн. 1998. — Т. 65. — № 2. — С. 28−30.
  171. Kim S.M., Kim J.D. Surface properties of rubbed polyimide for alignment of Liquid crystal. // Mol. Cryst. & Liq. Cryst. 1996.1. V. 287. P. 229−237.
  172. Perennes F., Crossland W.A., Kozlowski D., and Wu Z.Y. New reflective layer technologies for fast ferroelectric liquid crystal optically addressed spatial light modulators. // Ferroelectrics. 1996. — V. 181. — P. 129−137.
  173. Abdulhalim I., Moddel G., Jonson KM., and Walker C.M. Optically addressed electroclinic liquid crystal spatial light modulator with an a-Si:H photodiode. // J. Non-Cryst. Sol. 1989. — V. 115.1. P. 162−164.
  174. Yim L.W.K, Davey A.B., Travis A.R. L. Operating characteristics of pixelated gray-scale optically addressed spatial light modulators incorporating the twisted smectic-C* liquid crystal effect. // Opt. Eng.- 1998. V. 37. — P. 2387−2394.
  175. Effron U., GrinbergJ., Braatz P.O., Little M.J., ReifP.G., Schwartz R.N. The silicon liquid-crystal light valve. // Appl. Phys. -1985. V. 57.1. P. 1356−1368.
  176. Sonehara T. Photo-addressed liquid crystal SLM with twisted nematic ECB mode. // Jap. J. Appl. Phys. 1990. — V. 29. — L1231-L1234.
  177. Fukushima S., Kurokawa T., Matsuo S, Kozawaguchi H. Bistable spatial light modulator using a ferroelectric liquid crystal. // Opt. Lett. -1990. -V. 15.-P. 285−287.
  178. Fukushima S., Kurokawa 71, Ohno M. Real-time hologram construction and reconstruction using a high-resolution spatial light modulator. // Appl. Phys. Lett. 1991. — V. 58. — P. 787−789.
  179. Bleha W.P., Lipton L.P., Wiener E. AC liquid crystal light valve. // Opt. Eng. 1978. — V. 1. — P. 371−384.
  180. Liquid Crystal light valve and associated bonding structure. US Patent -4 799 773 1989.
  181. Liquid crystal light valve having a Si02/Ti02 dielectric mirror and a Si/Si02 light blocking layer. US Patent -5 272 554 1993.
  182. Light addressed liquid crystal light valve incorporating electrically insulating light blocking material of a SiGe: H. US Patent 5 084 777- 1992.
  183. Takizawa K., KikuchiH., Fujikake H., Namikawa Y. Reflection mode polymer-dispersed liquid crystal light valve. // Jpn. J. Appl.Phys. 1994.- V. 33.-P. 1346−1351.
  184. Takizawa K., Fujii T., Kawakita M., Kikuchi H., Fujikake H., Yokozawa M., Murata A., Kishi K. Spatial light modulators for projection displays. // Appl. Opt. -1997. V. 36. — P. 5732−5747.
  185. Takizawa K., Fujii T., Kawakita M., KikuchiH., FujikakeH., Yokozawa M., Murata A., Kishi K. Spatial light modulators for high-brightness projection displays. //Appl. Opt. 1999. — V. 38. — P. 5646−5655.
  186. Dultz W., Haase W. Beresnev L. Konshina E. Onokhov A. Method of applying a light blocking layer between photoconductive layer and mirror during manufacture of an optically adressable spatial light modulator (OASLM). Patent EP-1 039 334- 2000.
  187. Dultz W., Haase W., Beresnev L., Konshina E., Onokhov A. Process for applying a light-blocking layer between a photoconducting layer and a mirror when manufacturing an optically addressable spatial light modulator. US Pat. -6 338 882. -2002.
  188. Singh B., McClelland S., Tams F. et al. Use of diamond-like carbon films as a contrastenhancement layer for liquid-crystal displays. // Appl. Phys. Lett. 1990. — V. 57. — P. 2288−2290.
  189. Ivanova N.L., Feoktistov N. A., Chaika A.N., Onokhov A.P., Pevtsov A.B. Opticaly addressed spatial light modulator witn highly sensitive of amorphous hydrogenated silicon carbide. // Mol. Cryst.& Liq. Cryst. 1996. — V. 282. — P. 315−322.
  190. Konshina E.A., Feoktistov N.A. Properties of a-C:H light-blocking layer used for optical isolation of a-Si:C:H photosensor in reflective liquid crystal spatial light modulator. // J. Phys. D. Appl. Phys. -2001.-V. 34. P. 1131−1136.
  191. Onokhov A.P., Konshina E.A., Feoktistov N.A., Beresnev L.A., Haase W. Reflective type FLC optically addressed spatial light modulators with pixelated metal mirror and light-blocking layer. // Ferroelectrics. 2000. — V. 246. — P. 259−268.
  192. Moddel G. Ferroelectric liquid crystal spatial light modulators, Ch .6 in Spatial light modulator technology: materials, devices, and applications, U. Efron, ed. Marcel Dekker, NY 1995. — P. 287−359.
  193. Ashley P. R, Davis J.H. Amorphous silicon photoconductor in a liquid crystal spatial light modulator. // Appl. Opt. 1987. — V. 26,1. P. 241−246.
  194. Ashley P.R., Davis J.H., Oh T.N. Liquid crystal spatial light modulator with a transmissive amorphous silicon photoconductor. // Appl.Opt. 1988. — V. 27. — P. 1797−1802.
  195. Abdulhalim I., Moddel G., Jonson K.M. High-speed analog spatial light modulator using an a Si: H photosensor and an electroclinic liquid crystal. //Appl. Phys. Lett. 1989. — V. 55. — P. 1603−1605.
  196. Rice R. A., Moddel G., Abdulhalim I., Walker C.M. A three terminal spatial light modulator optically addressed by an a-Si:H photosensor. // J. Non-Cryst. Sol. 1989. — V. 115. — P. 96−98.
  197. Barbier P.R., Moddel G. Hydrogenated amorphous silicon photodiodes for optical addressing of spatial light modulators. // Appl. Opt. 1992.-V. 31.-P. 3898−3907.
  198. Barbier P.R., WangL., Moddel G. Thin-film photosensor design for liquid crystal spatial light modulators. // Opt. Eng. 1994. — V. 33. -P. 1322−1329.
  199. Cohen G.B., Pogreb R., Vinokur K., Davidov D. Spatial light modulator based on a deformed-helix ferroelectric liquid crystal and a thin a-Si:H amorphous photoconductor. // Appl. Opt. 1997. — V. 36. — P. 455−459.
  200. Ahiyama K., Takimoto A., Ogawa H. Photoaddressed spatial light modulator using transmissive and highly photosensitive amorphous-silicon carbide film. // Appl. Opt. 1993. — V. 32. — P. 6493−6500.
  201. Ahiyama K., Takimoto A., Ogiwara A., Ogawa H. Hydrogenated amorphous silicon carbide photoreceptor for photoaddressed spatial' light modulator. // Jpn. J. Appl. Phys. 1993. — V. 32. — P. 590−599.
  202. Г. С., Чигринов В. Г. Оптика и электрооптика хиральных смектических жидких кристаллов. // УФН. — 1993. — Т. 163. -№−10.-С. 1−28.
  203. Perennes F., Crossland W. A '. Optimization of ferroelectric liquid crystal optically addressed spatial light modulator performance. // Opt. Eng. 1997. — V. 36. — P. 2294−2301.
  204. M.B., Коншина E.A., Онохов А. П., Федоров М. А., Феоктистов H. А., Чайка А. Н. Оптически управляемые модуляторы света отражательного типа на смектических жидких кристаллах. // Опт. журн. 2001. — Т. 68. — № 9. — С. 66−72.
  205. Feoktistov N.A., Morozova L.E. Multilayer systems based on a-Si:C:H films as dielectric and conducting optical mirrors and filters. I I Tech. Phys. Lett. 1994. — V. 20. — P. 180−181.
  206. H.А., Онохов А. П., КоншипаЕ.А. Пространственный модулятор света с оптической адресацией. Патент РФ -№ 20 010 106 945 -2001. G02F1/00.
  207. Dultz W., Onokhov A., Haase W., Konshina E., Weyrauch T. Method for producing a layer which influences the orientation of liquid crystal and a liquid crystal cell which has at least one layer of this type. Patent W00148263 (A3) -2001.
  208. Dultz W., Onokhov A., Haase W., Konshina E., Weyrauch T. Modulator with liquid crystal cell having a layer which influences the orientation of the liquid crystal. Patent EP 1 254 278 -2002.
  209. Dultz W., Onokhov A., Haase W., KonshinaEWeyrauch T. Method for producing a layer which influences the orientation of a liquid crystal and a liquid crystal cell having at least on layer of this type. Patent US2003/129 328 (Al) -2003
  210. JI.M. Электрооптические эффекты в жидких кристаллах. //УФН.- 1974.-Т. 114, -В. 1. С.67−92.
  211. Nakagawa Y., Kato Y., Saitoh Y, e.a. Novel LC Alignment Method using Diamond Like Carbon Film and Ion Beam Alignment. SID Symposium Digest of Technical. -2001. V. 32. — P. 1346−1349.
  212. Rho S.J., LeeD.-K., BaikH.K., Hwang J.-Y., Jo Y.-M., Seo D.-S. Investigation of the alignment phenomena using a-C:H thin films for liquid crystal alignment materials. // Thin Solid Films. 2002.1. V. 420−421.-P. 259−262.
  213. Hwang J.-Y., Jo Y.-M., Seo D.-S. Jang J. Liquid crystal alignment capability by the UV alignment method in a-C:H thin films. // Jap. J. of Appl. Phys. Part 2: Letters. -2003. — V. 42. — No 2A. -L114-L116.
  214. Song, K.M., Rho, S.J., Ahn, H.J., e.a. Postgrowth irradiation of hydrogenated amorphous carbon thin films by low-energy ion beam. // Jap. J. of Appl. Phys. Part 1: — 2004. — V. 43. — 4 A.1. P. 1577−1580.
  215. Bol J. Dvorak, D. Arena. Diamond-like-carbon LC-alignment layers for application in LCOS microdisplays. // J. of the Society for Information Display. 2005. — V. 13. — Is. 4. — P. 281−287.
  216. A.A. Поляризационная призма на основе ориентированного нематического жидкого кристалла. // ОМП. 1989.-№−7.-С. 50−52.
  217. E. A., Федоров M. A., Амосова JI. П., Исаев M.В., Костомаров Д. С. Оптические модуляторы на основе двухчастотного нематического жидкого кристалла. // Опт. журн. -2008. Т. 75. — № 10. — С. 73−80.7. (c)
  218. Автор приносит свою благодарность A.B. Баранову, проводившему исследования пленок с помощью спектроскопии KP. В соавторстве с ним были созданы основы представлений о наноструктуре исследуемых пленок, развитые в дальнейшей в представленной работе.
  219. Автор признателен А. И. Вангонену за помощь в исследование колебательных спектров тонких пленок с помощью метода МНПВО, которые позволили представить молекулярную структуру пленок и механизм их взаимодействия с ЖК.
  220. Автор благодарен Т. С. Туровской и Ю. М. Воронину за исследования структуры поверхности пленок с помощью электронной и атомной спектроскопии.
  221. Автор признателен А. П. Онохову за поддержку и участие в работе по исследованию возможности использования пленок в ЖК устройствах и помощь в патентовании ряда идей.
  222. Автор благодарен H.A. Фиактистову за совместную работу по исследованию тонкопленочных структур на основе аморфного кремния и углерода.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!