Індекс рубрикатора НБУВ: В378.4 + К206.34

Рубрики:

Оптичні властивості металів (металооптика)

Оптичні властивості металів і сплавів

Шифр НБУВ: Ж16425 Пошук видання у каталогах НБУВ 

В роботі досліджено оптичні та структурні властивості надтонких бінарних композитів Al/Cr. Встановлено, що зразки не мають далекого кристалічного порядку та їх оптичні властивості визначаються резонансом оптичної провідності як результатом збудження полем зовнішньої електромагнітної хвилі колективних коливань електронів у гранулах. Ці гранули мають сферичну чи еліпсоїдальну форму, в залежності від величини шорсткості поверхні підкладки. Виявлено також, що величина шорсткості поверхні підкладки не впливає на розміри гранул, визначаючи лише їх форму. Вивчення електронних характеристик алюмінію та хрому (плазмової частоти, концентрації вільних носіїв заряду, ефективної довжини вільного пробігу електронів, радіуса гранул) дозволило виявити особливості механізму провідності в гранулах згаданих металів.

Наведено результати досліджень оптичних сталих тонких плівок золота. Значення показників заломлення n і поглинання kappa розраховано зі спектрів відбиття та пропускання за традиційними співвідношеннями, а також з використанням нової теорії. Проведено зіставлення одержаних обома шляхами результатів і вказано можливі причини розходжень.

Наведено результати досліджень оптичних постійних тонких плівок золота різної товщини. Структуру їх поверхні вивчено за допомогою атомного силового мікроскопа. Значення показників заломлення n та поглинання k розраховано зі спектрів відбиття та пропускання за традиційними співвідношеннями, а також із застосуванням нової теорії. Зіставлено результати, отримані двома методами, вказано можливі причини розходжень.

Приведены результаты исследований оптических постоянных тонких пленок золота различных толщин. Структура их поверхности изучена при помощи атомносилового микроскопа. Значения показателей преломления n и поглощения k рассчитаны из спектров отражения и пропускания по традиционным соотношениям, а также с использованием новой теории. Сопоставлены полученные обоими путями результаты и указаны возможные причины расхождений.

Research results of optical constants of thin gold films of different thickness are given in the paper. Their structure was studied using atomic-force microscope. Values of refraction n and absorption k coefficients were calculated from reflection andtransmission spectra by traditional ratios, and using new theory as well. Comparison of results obtained by both methods was carried out and possible causes of divergences were pointed out.

З використанням термогравіметричного методу, вивчено умови синтезу тетраборату літію (ТБЛ) з вихідних речовин і запропоновано метод покрокового синтезу. Встановлено, що залежно від термічної передісторії можна отримати зразки ТБЛ у вигляді склоподібної, кристалічної та суміші кристалічної та склоподібної фаз. Застосовано рентгенофазовий аналіз і термогравіметричні методи, для вивчення впливу відхилень від стехіометрії ТБЛ на фазовий склад.

Исследованы магнитные свойства замещенных лютецием ортоферритов диспрозия и тербия в районе гелиевых температур. Обнаружено, что образец ортоферрита, намагниченный до насыщения в слабом магнитном поле, перемагничивается по экспоненциальному закону. Выполнены измерения магнитной вязкости образцов в процессе обнаруженной экспоненциальной релаксации.

Досліджено зміну оптичних властивостей монокристалів вольфраму після опромінення великою дозою іонів дейтерієвої плазми. Поверхні опромінено великою дозою іонів дейтерієвої плазми з енергією в діапазоні E = 0,1 - 1,77 кеВ з усуненням шару завтовшки 5,5 мкм для поверхні (110) та 6,4 і 7,0 мкм для поверхні (111). Зміну оптичних властивостей опромінених дзеркал вивчено спектральним еліпсометричним методом з енергією зондуючих фотонів у діапазоні 0,5 - 5 еВ. Зміни мікрорельєфу поверхні досліджено методом атомної силової мікроскопії. Кореляція оптичних характеристик монокристалів вольфраму дозволяє стверджувати, що збільшення товщини розпиленого іонами дейтерію шару викликає більш помітне зменшення величини оптичної провідності в ультрафіолетовій області, ніж в інфрачервоній і збільшення ширини характеристичних смуг поглинання поблизу 1, 1,7, 2,2 і 3 еВ. Оскільки атомна силова мікроскопія не виявила значних змін у мікрорельєфі поверхні W (111) після опромінення іонами дейтерію (найбільша нерівність 6 нм), зміни у спектрах оптичної провідності можна пояснити розупорядкуванням дзеркального приповерхневого шару після такого іонного бомбардування.

Спектральные особенности оптических функций модели Друде исследованы в широком интервале значений параметров - плазменной частоты носителей тока omega_p, транспортной частоты релаксации g, диэлектрической проницаемости epsilin_inf>, обусловленной высокоэнергетическими электронными переходами в системе. Определены условия а) корневой частотной зависимости для модуля и фазы отражения; б) линейности фазы theta = 2 omega / omega_{p sqrt epsilonB0infB0 + theta0; в) наличия плазменного порога отражения. Получены приближенные соотношения, позволяющие упростить анализ данных об оптическом отражении и характеристических потерях энергии электронов как в "хороших" металлах, так и в материалах с сильной температурной зависимостью электропроводности (полупроводники, допированные и нестехиометрические оксиды, гранулированные металлические пленки, аморфные сплавы). Определены параметры системы электронов проводимости в Al и U2Zn17.}

Методом комбинационного рассеяния света исследованы низкоэнергетические решеточные моды выше и ниже температуры фазового перехода из тригональной в моноклинную фазу в KSc(MoO₄)₂. Спектры комбинационного рассеяния света демонстрируют аномалии в температурной области выше температуры фазового перехода в моноклинную фазу (T ~ 260 K) в области внешних колебаний тетраэдрического аниона. Обнаружено аномальное поведение затухания Ag мягкой моды в области температур 240 - 260 K. Обсуждена модель фазового перехода.

На базі вивчення змін в електронній структурі перехідних і благородних (на прикладі міді) металів за умов додавання до їх складу перехідних металів, а також під час структурних і фазових перетворень даних систем досліджено вплив на їх оптичні властивості приповерхневих шарів і стан самої поверхні після різноманітних обробок і дії зовнішніх чинників. Визначено дію стимулюючих факторів (йонної імплантації) на оптичні властивості системи тонка плівка перехідного металу - піроелектрик. Встановлено загальні закономірності формування електронного спектра перехідних металів і міді під час легування їх іншими перехідними металами. На підставі експериментальних даних запропоновано модель електронного спектра невпорядкованих бінарних сплавів перехідних металів, згідно з якою їх енергетичний спектр є суперпозицією спектрів розчинників і домішок, які формують домішкові зони, розташовані вище рівня Фермі або межують з ним. У випадку бінарних сплавів міді з тими ж перехідними металами додаткові смуги, які виникають у спектрах сплавів, пов'язані з переходами електронів на рівень Фермі з домішкових зон, розташованих у цьому випадку за різних енергій нижче рівня Фермі, які, не змінюючи свого положення в енергетичному спектрі, розширюються у разі збільшення концентрації домішок. Визначено параметри s- та d-електронів провідності в чистих перехідних металах та їх зміни у разі додавання до них у вигляді домішок інших перехідних металів. Показано, що у випадку структурних перетворень аморфний - кристалічний стан оптичні властивості металевих систем на основі перехідних металів визначаються,

Наведено огляд робіт з динамічного розсіювання рентгенівських променів у гетероепітаксійних та акустичних надгратках. Розглянуто основні підходи до опису динамічної дифракції в металевих і напівпровідникових надгратках. Значну увагу приділено формалізму зон стійких і нестійких розв'язків системи рівнянь Такаги для надграток, який базується на методах якісної теорії диференціальних рівнянь. Викладено загальні якісні підходи до аналізу особливостей дифракції в надгратках різноманітних моделей, заснованих на концепції єдиної параметризації характеристик надгратки та хвильового поля. Формалізм зонних діаграм дозволив класифікувати параметри теорії динамічної дифракції в надгратках на "зовнішні" та "внутрішні". Розвинутий формалізм дозволяє визначити структурні характеристики надгратки за виглядом кривої дифракційного відбиття.

Optical conductivity of aluminium with of large roughness surface were measured by a spectroellipsometric method in visible, near infrared and near ultra-violet region of the spectrum. Aluminium foil was used as a sample. Comparison of the received results for rough and smooth surfaces of aluminium were performed. It is revealed that the absorption peak on the spectral curve of optical conductivity with a maximum near <$E lambda ~=~ 0,8~ mu>m for a rough surface of aluminium is considerably wider than for smooth surface, although it has less intensity. An additional maxima near <$E lambda ~=~ 0,35~ mu>m and <$E lambda ~=~ 0,97~ mu>m take place for rough surface spectrum. The broadening and additional maxima are accounted for the basis of consideration of model of a surface layer of rough surface of aluminium, as heterogeneous thin layer, in which plasma resonance, resonance of optical conductivity, and also the interaction of these resonances with interband transitions occur.

A method is suggested and validated for the deduction of orientational order parameter values <$E eta> in molecular crystals consisting of diatomics directly from integrated x-ray diffraction intensities. This method is applied to pure solid nitrogen in its <$E alpha> phase. It is shown that to within a good accuracy the integrated intensity of a superstructure reflection is proportional to <$E eta sup 2>. The <$E eta> values determined from X-ray powder diffraction measurements agrees well with the values obtained by NQR and NMR.

Порівняно два еліпсометричні методи характеризації тонких металевих (золотих) плівок на прозорих (скляних) підкладках - багатокутовий звичайний (відбивальний) і поляритонний (в режимі ослабленого повного внутрішнього відбивання, ATR). З кутових залежностей поляризаційних кутів <$E PSI ( phi )>, <$E DELTA ( phi )> для плівок Au трьох товщин 5, 15, 50 нм шляхом розв'язування оберненої еліпсометричної задачі одержано оптичні константи <$E n, ~k> на довжині хвилі <$E lambda ~=~632,8> нм. Розраховані коефіцієнти парної кореляції показують, що надійність і точність визначення коефіцієнта поглинання k, показника заломлення n та товщини плівок Au значно вищі в режимі ATR під час резонансного збудження поверхневих плазмових поляритонів. Цьому сприяє використання методу Кречманна, коли діелектричне оточення плівки Au може змінюватись (повітря, вода, інші рідини). Крім того, товщини плівок визначено за допомогою незалежного методу мікроскопії атомних сил (AFM). Відмінності величин <$E n,~k>, одержаних з використанням двох різних методів з різним діелектричним оточенням, пояснюються несуцільністю плівок і шорсткістю їх поверхні.

Виміряно спектри відбивання під час нормального падіння, а також еліпсометричні дослідження захисних покриттів з Al2O3 на поверхні мідних дзеркал алмазного мікроточіння. Визначено товщини та показник заломлення покриттів з прецизійною точністю.

Наведено результати досліджень частотної залежності оптичної провідності сплавів Fe - Co за допомогою вимірювань еліпсометричних параметрів <$E DELTA> (зсуву фаз між <$Ep>- і <$Es>-компонентами електричного вектора відбитої від металу світлової хвилі) та <$E psi> (азимута відновленої лінійної поляризації) в області спектра <$E h nu~=~0,07~-~4,9> еВ. Параметри <$E DELTA> і <$E psi> сплавів Fe - Co з вмістом 5, 10 і 50 % і температурами загартування 300 і 500 <$E symbol Р>C виміряно за допомогою методу Бітті за кімнатної температури. Встановлено, що поглинання в області основної смуги обумовлене міжзонними переходами електронів зі спіном, направленим протилежно намагніченості. Додаткова смуга поглинання пов'язана з впорядкованою фазою Fe - Co, вміст якої росте зі збільшенням вмісту Co.

Із використанням методів диференційного термічного аналізу та політермічної поляризаційної мікроскопії вивчено рідкокристалічні властивості розплавів індивідуальних деканоатів перехідних металів Mn (II), Co (II), Ni (II), Cu (II), Zn (II) і Cd (II). Визначено температурно-концентраційні інтервали існування іонних рідких кристалів і стекол у бінарних системах деканоатів перехідних металів з деканоатом свинцю. Досліджено спектри електронного поглинання іонів перехідних металів у розплавах та мезофазах деканоатних систем залежно від температури та катіонного складу.

Одержано вираз для оптичної провідності сферичної металевої оболонки як функції внутрішнього та зовнішнього радіуса нанооболонки та відношення енергії фотона до енергії Фермі. Результат поширено на випадок нанооболонки зі слабкою еліптичністю, одержано явний вираз для оптичної провідності в цьому випадку, а також зроблено оцінку похибки за апроксимації форми нанооболонки сферою. Показано, що результат для сферичної оболонки є стійким відносно малої деформації оболонки в еліпсоїд.

У останні десятиріччя підсилення оптичних переходів біля металевої поверхні спостерігалось у процесі вивчення різних оптичних процесів (люмінесценція, комбінаційне розсіювання, ІЧ-поглинання). Ефект полягає в суттєвому збільшенні інтенсивності переходу (наприклад, ефективний переріз комбінаційного розсіювання збільшується в <$E 10 sup 5 ~-~10 sup 12> разів і в <$E 10 sup 1 ~-~10 sup 4> для ІЧ-поглинання) чи ефективності процесу біля поверхні металу (наприклад, генерація другої гармоніки). Проаналізовано різні експериментальні методики, які дають можливість досягти підсилення металевою поверхнею інфрачервоного поглинання (SEIRA), поверхневого підсилення комбінаційного розсіювання (SERS), підсилену металом флюоресценцію. За умов експерименту та згідно з літературними даними одержано коефіцієнт підсилення рівний 3 - 20 для коливань різних молекулярних груп. Вивчено також особливість застосування іншого оптичного підсилювача, а саме, колоїдного золота, яке ефективно використовується для підсилення сигналу в ІЧ поглинанні, комбінаційному розсіюванні і підсиленій металом флюоресценції. Різна шорсткість золотої поверхні призводить до змін у коефіцієнті підсилення. Обговорено структурні особливості системи ВСА - колоїдне золото, які досліджувались в методі SEIRA. Атомна силова мікроскопія застосовувалась для тестування шорсткості металевої поверхні. Зроблено спробу промоделювати коефіцієнт підсилення електричного поля і його залежність від частоти для різних металевих поверхонь і встановлено, що срібло, золото і мідь найкращі для підсилення.

Одержано явний вираз для залежності оптичної провідності еліптичної нанооболонки від її розмірів (товщини та напівосей) і відношення енергії кванта електромагнітної хвилі до енергії Фермі. Показано, що у випадку еліпсоїда оптична провідність нанооболонки стає суттєво тензорною величиною та суттєво залежить від поляризації світла, що падає на нанооболонку. Показано, що врахування квантування електронного спектра у наночастинці призводить до появи осциляційної залежності оптичної провідності від частоти світла, що падає на нанооболонку. Описано розширення методу на нанооболонку довільної форми.