Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10995/20442
Title: Разработка методов изготовления периодических нано-доменных структур с субмикронными периодами в монокристаллах ниобата лития с использованием импульсного лазерного облучения. Этап №2 «Исследование формирования доменной структуры в результате неоднородного импульсного облучения лазером»
Authors: Шур, В. Я.
Пелегов, Д. В.
Шишкин, Е. И.
Батурин, И. С.
Негашев, С. А.
Кузнецов, Д. К.
Якутова, О. В.
Шур, А. Г.
Лобов, А. И.
Пелегова, Е. В.
Самарин, П. В.
Долгошеина, А. А.
Небогатиков, М. С.
Грешняков, Д. П.
Бунина, Л. В.
Зеленовский, П. С.
Ахматханов, А. Р.
Конев, М. В.
Долбилов, М. А.
Иевлев, А. В.
Мингалиев, Е. А.
Шихова, В. А.
Клементьев, И. П.
Осипов, В. В.
Иванов, М. Г.
Орлов, А. Н.
Платонов, В. В.
Issue Date: 2007
Publisher: б. и.
Abstract: Объектом проводимых исследований является процесс формирования периодической нано-доменной структуры в монокристаллах ниобата лития в результате импульсного воздействия интенсивного лазерного излучения. Цель работы – создание научных основ технологии изготовления нано-доменных структур с субмикронными периодами для управления нелинейно-оптическими свойствами и создания оптических элементов для преобразования частоты и коммутации когерентного излучения. Разработаны и апробированы три варианта экспериментальных методик с использованием облучения ИК и УФ импульсным интенсивным лазерным излучением для создания периодических доменных структур в пластинах конгруэнтного LN и MgO:LN: (1) без приложения электрического поля, (2) с приложением поля в процессе облучения, и (3) с приложением поля после облучения. Экспериментально и методами компьютерного моделирования исследовано формирование нано-доменных структур в пироэлектрическом поле, возникающем в результате воздействия импульсного лазерного излучения. Для визуализации нано-доменов использованы методы сканирующей зондовой микроскопии. Впервые показана возможность создания стабильных полосовых доменных структур с шириной доменов менее микрона и глубиной более 400 мкм. Впервые обнаружен и объяснен эффект блокирования роста доменов за пределы электрода, вызванный неоднородным нагревом пластины с поверхностными аппликациями. Методами компьютерного моделирования выявлены особенности пространственного распределения пироэлектрического поля после окончания лазерного импульса при охлаждении нагретой лазерным излучением зоны, что позволило объяснить основные закономерности формирования нано-доменных структур. Выявлена роль коррелированного зародышеобразования при формировании нано-доменных структур. Предложена достоверная модель для объяснения механизма переключения при воздействии локального нагрева, подтвержденная совпадением результатов расчета с экспериментом. Изготовлены экспериментальные образцы, представляющие собой пластины ниобата лития с периодической доменной структурой.4Полученные результаты позволили сформулировать новое направление доменной инженерии, связанное с использованием пространственно неоднородного импульсного нагрева сегнетоэлектриков для формирования прецизионных стабильных структур, состоящих из полосовых нано-доменов шириной 200-300 нм и глубиной, достигающей сотен микрон. Такие структуры могут быть использованы для создания волноводных и объемных устройств. Предложенная методика позволит также качественно улучшитьтехнологию создания нелинейно-оптических элементов для генерации второй гармоник в диапазоне длин волн 400-600 нм на основе регулярных доменных структур с периодом 3-7 мкм. Полученные результаты патентоспособны и представляют значительный интерес для развития нано-доменной инженерии и создания периодических микро- и нано-доменных структур в ниобате лития, что позволит реализовать новые возможности применения сегнетоэлектриков в фотонике. Разработанная методика обладает рядом очевидных преимуществ по сравнению с известными методами создания периодических доменных структур с субмикронными периодами. Она является уникальной и исключительно перспективной для широкого круга применений, поскольку позволяет значительно упростить и удешевить процесс изготовления периодических структур. Внедрение предложенной методики создания периодических доменных структур позволит улучшить параметры устройств для преобразования длины волны излучения при одновременном существенном уменьшении их стоимости, что открывает путь к массовому производству устройств на основе периодически поляризованного ниобата лития с прецизионной микро- и нано-доменной структурой. Полученный конкурентоспособный продукт может быть широко внедрен на нескольких сегментах мирового рынка: (1) биомедицинские инструменты, (2) цифровое изображение и копирование, (3) хранение информации, (4) контроль полупроводников, (5) проекционное телевидение. На основании полученных результатов с учетом проведенной оценки возможности создания конкурентоспособной технологии разработаны технические требования для ТЗ на НИОКР.
Keywords: НИОБАТ ЛИТИЯ
ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ ПОЛЯРИЗАЦИИ
СКАНИРУЮЩАЯ ЗОНДОВАЯ МИКРОСКОПИЯ
НАНО-ДОМЕННАЯ СТРУКТУРА
ЛАЗЕРНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА
ОТЧЕТ
URI: http://hdl.handle.net/10995/20442
metadata.dc.description.sponsorship: ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы»
Appears in Collections:Гранты, проекты, отчеты

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
SHur_Otchet_po_GK_02.513.11.3128.pdf784,83 kBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.