Оптична спектроскопія та нелінійно-оптичні ефекти в кисневмісних сполуках металів - Автореферат

Це спонукає дослідників до вивчення НЛО процесів у таких структурах і до пошуку найефективніших з них для конвертування частоти оптичного випромінювання матеріалів. Слід зазначити, що задачі, які розвязуються у цій дисертаційній роботі, зокрема, розроблення технологій отримання тонкоплівкових композитів, нано-структурних систем на основі ZNO, композитів “НЛО монокристал тонка плівка ZNO”, дослідження особливостей їхньої структури, морфології поверхні, процесів рекомбінації і передачі енергії, оптичних властивостей, і особливо розмірних ефектів, становлять також самостійний інтерес і для фундаментальної фізики напівпровідників і діелектриків, і для практичного застосування таких матеріалів в електроніці, зокрема, оптоелектроніці, оптиці, машинобудуванні тощо. Результати отримано в рамках виконання робіт з держбюджетних тем: Нт-87Ф “Модифікація оптико-спектральних і електрофізичних властивостей наноструктурованих оксидних фосфорів і кристалічних фероїків” (номер державної реєстрації №0106U001327), М/13-2008 “Нелінійно-оптичні явища у матеріалах, основаних на оксиді цинку та оксидах складних металів” (номер державної реєстрації №0108U004522), Нт-41П “Особливості структури і розмірні ефекти в монокристалічних, тонкоплівкових і наноструктурованих фероїках і оксидних фосфорах” (номер державної реєстрації №0109U002091), проекту “Фізико-хімія наносистем” (договір №НУ/452 від 6.07.2009 р., номер державної реєстрації №0109U005911), ґранту INTAS “Nonlinear optical phenomena in the materials based on the zinc oxide and complex metal oxides” (реєстраційний номер №06-1000019-6137), а також коротко-строкового наукового стажування (проект “Nonlinear-optical effects in thin films of lithium niobate and barium borate”), наданого посольством Франції в Україні, за якими автор працював як виконавець. Мета роботи полягала у дослідженні оптичних та нелінійно-оптичних властивостей кристалів ніобату літію та кристалів групи боратів, а також у вивченні впливу домішок, розмірних ефектів і технологічних чинників на оптико-спектральні та НЛО властивості тонкоплівкових і наноструктурованих матеріалів на основі оксиду цинку та систем “НЛО монокристал тонка плівка ZNO”. Передбачалось вивчення таких НЛО ефектів як генерація вищих оптичних гармонік, генерація сумарної частоти, фотоіндукована генерація другої оптичної гармоніки, а також можливості оптимізації НЛО параметрів досліджуваних матеріалів завдяки плазмонному резонансу та впливу поверхневих ефектів.Проведений аналіз області оптичної прозорості, гомогенності та низки інших властивостей кристалів ніобату літію та борату барію засвідчив доцільність використання саме цих кристалів як підкладок для осадження плівок ZNO з метою отримання ефективних композитних НЛО матеріалів типу “монокристал плівка”. Проведені обчислення нелінійних квадратичних коефіцієнтів показують, що НЛО коефіцієнт d33 кристалу ніобату літію (41,4 пм/В) вищий, ніж у кристалі LINBO3 з 7%-им молярним вмістом MGO (32,5 пм/В), який в свою чергу перевищує значення d33 для кристалу LINBO3:MGO (5 мол.%), отримане іншими дослідниками. Спостереження ГДГ за умови фазового (або кутового) синхронізму І-го типу (оо-е) у кристалі LINBO3:MGO (7 мол.%) дало змогу експериментально отримати значення кута фазового синхронізму (?РМ ? 78?), на величину якого насамперед впливають показники заломлення фундаментального променя та променя другої гармоніки, які в свою чергу є принципово залежними і від співвідношення Li/Nb, і від вмісту MGO в кристалі LINBO3. Завдяки дослідженням ГТГ встановлено, що плівки ZNO, осаджені на склі, характеризуються найвищими значеннями кубічної НЛО сприйнятливості (eff = 5,7·10-20 м2/В2) порівняно з плівками, осадженими на монокристали ?-ВВО, LINBO3, та істотно перевищують відповідні для монокристалу ZNO. Невелика різниця значень ?(3)eff у випадку різних кристалічних підкладок дає підстави вважати, що неузгодженість ґраток між плівкою і підкладкою не відіграє визначальної ролі у процесі ГТГ у плівці ZNO.У дисертаційній роботі наведено результати експериментального дослідження оптичних і нелінійно-оптичних властивостей кристалів ніобату літію та кристалів групи боратів, а також впливу домішок, розмірних ефектів та технологічних чинників на оптико-спектральні та нелінійно-оптичні властивості тонкоплівкових і наноструктурованих матеріалів на основі оксиду цинку та систем “нелінійно-оптичний монокристал тонка плівка ZNO”. Показано, що неузгодженість ґраток між підкладкою та плівкою у системі “монокристал плівка ZNO” кардинально впливає на структурні і поверхневі параметри плівки ZNO, що в свою чергу змінює її оптичні та нелінійно-оптичні властивості. Встановлено, що монокристал LINBO3 є кращим кандидатом для осадження на нього плівки ZNO з метою отримання композиту “монокристал плівка” з оптимальними оптичними і НЛО характеристиками. Плівки ZNO характеризуються нетривіальними залежностями ефективних значень нелінійної сприйнятливості ?(2)eff і ?(3)eff від їхньої товщини, виявляючи екстремуми в області, яка відповіда

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ