Бабурин Александр Сергеевич Формирование ультрагладких сверхтонких монокристаллических пленок металлов для устройств нанофотоники электронно-лучевым испарением в вакууме

Краткое описание

Бабурин Александр Сергеевич Формирование ультрагладких сверхтонких монокристаллических пленок металлов для устройств нанофотоники электронно-лучевым испарением в вакууме

ОГЛАВЛЕНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

кандидат наук Бабурин Александр Сергеевич

Введение

Глава 1. Обзор основных плазмонных устройств и применяемых материалов

1.1. Требования к плазмонным материалам

1.2. Типы плазмонных устройств

1.2.1. Устройства на основе локализованного плазмонного резонанса

1.2.2. Устройства на основе поверхностного плазмонного резонанса

1.2.3. Метаматериалы и устройства преобразующей оптики

1.2.4. Требования к пленкам для плазмонных устройств

1.3. Методики измерения свойств пленок

1.3.1. Измерение шероховатости и рельефа поверхности пленок

1.3.2. Измерение структуры пленок

1.3.3. Измерение оптических и плазмонных свойств пленок

1.3.4. Требования к методикам измерения

1.4. Методы осаждения тонких пленок серебра

1.4.1. Резистивный метод испарения

1.4.2. Электронно-лучевое испарение

1.4.3. Молекулярно-лучевая эпитаксия

1.4.4. Магнетронное распыление

1.4.5. Химическое осаждение в вакууме

1.4.6. Методы химического осаждения из жидкости

1.4.7. Требования к пленкам серебра для плазмоники

1.5. Выводы по Главе

Глава 2. Физико-химические аспекты управления структурой серебряных тонких пленок и разработка оборудования для их формирования

2.1. Исследование механизмов роста тонких пленок серебра на различных подложках

2.1.1. Энергетический подход к описанию роста пленки

2.1.2. Кинетический подход к описанию роста пленки

2.1.3. Метод островков для описания роста пленки

2.1.4. Модель электронного роста пленки

2.1.5. Выводы по механизмам роста

2.2. Требования, предъявляемые к пленкам плазмонных устройств и процессам их осаждения

2.3. Требования к оборудованию для осаждения пленок

2.4. Разработка установки электронно-лучевого испарения

2.5. Измерительное оборудование

2.5.1. Измерение толщины, рельефа и шероховатости поверхности пленок

2.5.2. Характеризация структуры пленки

2.5.3. Измерение оптических и плазмонных свойств пленки

2.6. Выводы по Главе

Глава 3. Разработка методики формирования монокристаллических тонких пленок серебра

3.1. Эксперименты по одностадийному формированию

монокристаллических тонких пленок серебра

3.1.1. Влияние температуры подложки на структуру и сплошность серебряных пленок

3.1.2. Выбор диапазона температур осаждения серебряных пленок

3.1.3. Математическая модель для определения размера кристаллита серебряной пленок в зависимости от параметров осаждения

3.1.4. Параметры полученных в различных режимах осаждения серебряных пленок

3.2. Исследование начальных стадий роста пленок серебра

3.2.1. Осаждение пленок серебра малых толщин

3.2.2. Исследование влияния изменения скорости осаждения на начальной стадии роста пленок серебра

3.2.3. Исследование влияния режимов ионной обработки на рост начальных стадий пленки серебра

3.3. Эксперименты по двухстадийному формированию

монокристаллической тонкой пленки серебра

3.3.1. Описание механизмов роста серебряной пленки при двухстадийном осаждении

3.3.2. Выбор параметров осаждения начального слоя

3.3.3. Выбор параметров осаждения второго слоя

3.4. Измерение пленок, получаемых по разработанной методике

3.5. Повторяемость технологии для серебряных пленок и результаты, полученные для других металлов

3.6. Изготовление однофотонного источника

3.7. Выводы по Главе

Глава 4. Технология формирования пленок серебра на

несогласованных подложках для плазмонных применений

4.1. Нанокристаллические пленки и устройства на их основе

4.1.1. Осаждение пленки серебра на подложку пониженной температуры

4.1.2. Осаждение пленки серебра с использованием подслоя и ионного ассистирования

4.1.3. Изготовление плазмонного волновода

4.2. Поликристаллические пленки серебра с высоким аспектным отношением и устройства на их основе

4.2.1. Метод самокристаллизации тонкой пленки

4.2.2. Изготовление источника света

4.3. Выводы по Главе

Основные результаты и выводы

Список литературы