Главная arrow Публикации arrow Нано-элементы для обработки оптической информации arrow Введение и Литературный обзор
Main Menu
 Главная
 Новости
 Публикации
 Литографические процессы
 Базовые основы наноэлектроники и Одноэлектроника
 Тонкие пленки оксидов переходных металлов (ОПМ)
 Другие статьи
 Нано-элементы для обработки оптической информации
 FAQ
 Ссылки
 Контакты

Who's Online
На сайте:
5 гостей

Hit Counter
689679 посетителей

Наш баннер:
Мы будем рады, если вы разместите на своем сайте нашу кнопочку
NANO_Technologies


Newsflash
По прогнозам ученых до сборки первого наноробота осталось 5-7 лет...

 21 February 2018
Введение и Литературный обзор   Версия для печати  Отправить на E-mail 
Опубликовал Irina Bolshakova  
31 May 2008

ВВЕДЕНИЕ

С точки зрения близости параметров физической реализации ДОЭ к расчетным значениям фазовой функции наиболее естественно создание зон с непрерывным профилем микрорельефа. В настоящее время существует большое количество методов и технологий, позволяющих получать микрорельеф с непрерывным профилем различной высоты и разрешения. К их числу следует отнести возможность непосредственного перевода на физическую среду радиально-симметричных и более сложных фазовых функций с помощью прецизионных механических станков с программным управлением, но из-за трудностей, связанных со сложностью механических устройств, этот способ не нашел широкого применения. В начале 80-х годов широко использовалась технология производства ДОЭ с использованием бихромированного желатина (Попов В.В.). Однако относительно простая технология формирования микрорельефа на основе бихромированного желатина (БХЖ) не нашла широкого применения в изготовлении ДОЭ, главным образом из-за шероховатости поверхности микрорельефа, снижающего эффективность ДОЭ, и ограниченной разрешающей способности.

Перспективным является метод формирования непрерывного микрорельефа на основе темнового роста в частично отвержденных жидких фотополимеризующихся композициях (ЖФПК), предложенный в работах Соловьева B.C., Бойко Ю.Б., Сойфера В.А., Сисакяна И.Н., Гранчака В.М., Дилунга И.Н. и др. Эти композиции имеют хорошие физико-механические свойства, но при высотах рельефа порядка нескольких микрон резко падает пространственное разрешение и разрешающая способность не превышает 40 линий/мм. Поэтому изготовление ДОЭ из традиционных материалов и традиционными методами не позволяет полностью реализовать потенциал дифракционной оптики, так как невозможно получить гладкий микрорельеф, необходимый для построения оптических элементов с высокой энергетической эффективностью и требуемым распределением интенсивности в фокальной области.

Перспективными материалами, с точки зрения использования их в различных областях техники, являются оксиды переходных металлов. Переходные металлы, проявляя переменную валентность в соединениях с кислородом, образуют, как правило, целый ряд оксидов, обладающих широким спектром физических свойств.

Неординарные свойства соединений переходных металлов обусловлены спецификой поведения d-электронов, сочетающего локализованные (атомные) и коллективные (зонные) свойства, что приводит к относительно сильным межэлектронным и электрон-фононным корреляциям. Одно из ярких проявлений указанных эффектов - явление фазового перехода металл-изолятор (ПМИ), присущее многим оксидам переходных металлов. ПМИ заключается в резком, значительном и обратимом изменении свойств материала (оптических, магнитных, тепловых, термоэлектрических) при малых вариациях внешних параметров, таких как температура, давление, индукция электрического или магнитного поля. Например, в VO2 переход, сопровождающийся скачком проводимости на 5 порядков, происходит при температуре Tt =340 К. В большинстве материалов Tt зависит от состава и давления, а сам переход сопровождается зачастую перестройками атомной структуры и магнитного порядка.

Необходимо отметить, что за последние десятилетия накоплен большой фактический материал в области экспериментальных исследований физических свойств, кристаллических структур и фазовых диаграмм оксидов переходных металлов и основных параметров ПМИ в них, но вопросы практического применения эффекта в конкретных материалах все еще открыты.

Отметим также, что исследования лазерной модификации свойств оксидов переходных металлов имеют и важное прикладное значение в плане поиска новых высокоэффективных фоточувствительных сред для записи оптической информации - как в голографической, так и в цифровой форме - и для фоторезистов для субмикронной литографии. В равной мере это относится и к электроннолучевой модификации (электронорезисты).

Определенные преимущества может дать использование в качестве объектов исследования не объемных образцов, а тонких пленок. В настоящее время можно получать высококачественные слои заданной толщины на различных подложках, не уступающие по уровню совершенства “идеальным” монокристаллам. В то же время, в пленках можно без труда реализовать эффекты сильного электрического поля, проводить исследования в широком диапазоне температур (последнее важно для материалов с фазовым переходом первого рода, для которых характерно растрескивание монокристаллов при многократном термоциклировании через температуру перехода). При взаимодействии с коротковолновым лазерным излучением или электронными и ионными пучками, малая толщина образца имеет важное значение для однородного распределения поглощенной энергии. Кроме того, оксидные пленки, полученные методом анодного окисления, являются, как правило, аморфными , что, с одной стороны позволяет исследовать влияние структурного разупорядочения на ПМИ, а с другой - обеспечивает потенциально высокое разрешение фото(электроно)чувствительных сред на основе оксидов переходных металлов.

Актуальность настоящей работы обусловлена необходимостью создания перспективных дифракционных оптических элементов. Это требует анализа существующих и разработки новых методов формирования микрорельефа ДОЭ; новых технологических решений, связанных с разработкой, исследованиями и изготовлением ДОЭ, модернизации и разработки имеющихся приборов и устройств контроля технологических операций изготовления и оценки параметров ДОЭ.

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Несмотря на большое число экспериментальных и теоретических работ по ПМИ в окислах переходных металлов, вопрос о применении перехода в большинстве случаев остаётся открытым.

Обратимые изменения физических свойств при ПМИ, их технологичность и стабильность делают оксиды переходных металлов (особенно в тонкопленочном исполнении) чрезвычайно удобными и перспективными материалами как для технических приложений, так и для научных исследований.

Особая роль в проблематике переходов металл-изолятор принадлежит двуокиси ванадия. Близость Tt к комнатной температуре, значительное изменение практически всех свойств при ПМИ позволяют VO2 служить модельным материалом для исследования различных задач: влияния на переход структурного разупорядочения, взаимосвязи ПМИ и переключения в окислах переходных металлов.

Исходя из этих выводов, а также в соответствии с целью, указанной выше, в работе решались следующие задачи:
- исследование модификации свойств тонкопленочных оксидов переходных металлов под действием температуры и лазерного излучения.
- определение возможностей использования указанных эффектов в создании элементов дифракционной оптики.
- рассмотрение возможности применения полученных структур плёнках в качестве среды для обработки оптической информации.

Исследование всех без исключения материалов, в которых проявляются эффекты переключения и ПМИ (даже если ограничиться только оксидами переходных металлов) представляет собой чрезвычайно обширную задачу. Поэтому в качестве объекта исследования использована VO2 (двуокись ванадия).

Определенные преимущества может дать использование в качестве объектов не объемных образцов, а тонких пленок.

Анализ работ показывает, что вопросы расчета, моделирования и теоретического исследования параметров ДОЭ проработаны достаточно широко, чего нельзя сказать о методах и установках формирования микрорельефа ДОЭ.

Последнее обновление ( 31 May 2008 )

Most Read
Методы получения тонкопленочных структур
Квантовые ямы, нити, точки
Физические основы наноэлектроники
Получение нанокристаллических пленок ванадия, исследование их свойств
Сайт Нано Технологии

Shout It!

Имя:

Сообщение:


 
Go to top of page  Главная | Новости | Публикации | FAQ | Ссылки | Контакты |
Mambo 
Copyright © 2002-2005 Stefanovich G.B. & Bolshakova I.P.

НОЦ Плазма Петрозаводский государственный университет