отчет 176 с., 1 кн., 78 рис., 7 табл., 76 источников

РЕФЕРАТ

Отчет 176 с., 1 кн., 78 рис., 7 табл., 76 источников.

НАНОРАЗМЕРНЫЕ СТРУКТУРЫ, ЛАЗЕРНО–ИНДУЦИРОВАННЫЕ ПРОЦЕССЫ, АТОМНАЯ ЛИТОГРАФИЯ, ТОНКИЕ ПЛЁНКИ, ОПТОЭЛЕКТРОНИКА, СПИНТРОНИКА, ИОНИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА.

Объект исследования: синтез, свойства и способы модификации материалов для оптоэлектроники, спинтроники. твердотельной ионики, экоаналитики, имеющих нанометровые размерные параметры; методики синтеза тонких плёнок и нанокристаллов сложного химического состава; исследования свойств, приобретаемых при структурной и фазовой модификации материалов.

Цель работы:

Разработка методик и способов создания микро– и наноструктурированных материалов с заданными физико–химическими свойствами; методов модификации физико–химических свойств материалов, позволяющих осуществлять высококонтрастную оптическую и магнитную запись субмикронных структур; исследование морфологических, структурных, оптических, электрических, магнитных свойств синтезированных материалов.

Результаты работы:

Показано, что качественная фокусировка атомов, определяющая характеристики структур, получаемых методом атомной литографии, может быть достигнута за счет увеличения градиента потенциала световой маски, а также за счет использования последовательности собирающего и рассеивающего потенциалов. Для увеличения контраста записываемых структур предложен метод создания атомной линзы с исправлением сферической аберрации в гармоническом потенциале стоячих волн.

Исследованы механизмы структурных изменений и условий реализации локализованного химического синтеза в объемных стеклообразных полупроводниках под действием фемтосекундного лазерного излучения для реализации оптической записи информации высокой плотности и создания элементов интегральной оптики с трехмерной архитектурой. Показана возможность создания фотоструктурных изменений в объеме халькогенидных стёкол под воздействием фемтосекундных лазерных импульсов с низкой энергией (< 2.5 нДж). Созданы и исследованы образцы волноводных и голографических элементов на основе халькогенидных стеклообразных полупроводников.

Разработан способ лазерного осаждения металлов из раствора, получены непрерывные медные структуры и точечные элементы. Процесс осаждения является результатом восстановительной химической реакции, инициированной лазерным излучением. Исследована зависимость морфологии осажденных структур от мощности лазерного излучения и числа сканирований.

Разработаны методики лазерного напыления, позволяющие получать поликристаллические и стеклообразные плёнки заданного состава.

Созданы образцы

· тонкоплёночных структур халькогенидных стеклообразны

х полупроводников, допированных редкими землями для оптической записи информации и элементов оптоэлектроники;

· тонкоплёночных структур CuInSe2
с различным типом проводимости для солнечных элементов;

· аморфных, парамагнитных плёнок шпинели CuCr2
Se4
с наноразмерными слоями для магнитной и магнитооптической записи информации;

· поликристаллических плёнок ниобата лития LiNbO3
на кремниевых подложках;

· поликристаллических слоев SnO2
и плёнок систем SnO2
–In2
O3
и SnO2
–ZnO для задач анализа газов;

· наноразмерных слоистых плёнок As2
Se3
–AgBr для задач создания твердотельных электролитов с суперионной проводимостью.

Изучены морфология, структурные, оптические, электрические, магнитные свойства плёнок,

· показано, что в результате фотомодификации структуры сульфидная матрица халькогенидного стекла становится оксидно–сульфидной, при этом происходят значительные изменения показателя преломления и положения края полосы поглощения

· показана близость свойств плёнок на основе CuInSe2
, полученных лазерным напылением по разработанной методике, и монолитных исходных образцов, при высокой степени кристалличности для плёнок с различными типами проводимости сохраняется исходный состав

· под действием лазерного излучения аморфные парамагнитные нанослоистые плёнки шпинели CuCr2
Se4
удалось перевести в кристаллическое состояние с ферромагнитными свойствами и с изменением оптического пропускания

· исследованы особенности электропроводности стеклообразующего сплава 0.5As2
Se3
–0.5AgBr в плёночном состоянии и в виде нанослоев, разделенных тонкими слоями As2
Se3
, дающие основание говорить об изменении механизма переноса ионов

Разработан метод микроволнового синтеза наноструктурированных материалов, получены нанокристаллы шпинели CuCr2
Se4
. На полученных материалах обнаружено фотоиндуцированное усиление намагниченности, стабилизируемое магнитным полем.

Исследованы механизмы окислительной сенсибилизации образцов селенида свинца для фоторезистивных датчиков и излучателей ИК диапазона, имеющих формы измельчённых порошков, спрессованных таблеток; поликристаллических пленок, ограненных кристаллов.

Область применения: волноводные и голографические элементы с высокой плотностью; тонкоплёночные элементы солнечной энергетики; пассивные и активные элементы оптоэлектроники и спинтроники; электрохимические источники тока, получение металлических структур при создании интегральных микросхем, контактных соединений и электродов, полупроводниковые поверхностно-каталитические и оптические газовые датчики.