Нікітенко Євгеній Васильович. Фотопружний ефект в кубічних кристалах з неоднорідним потенціалом: дисертація канд. фіз.-мат. наук: 01.04.07 / НАН України; Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є.Лашкарьова. - К., 2003.
Анотація до роботи:
Нікітенко Є.В. Фотопружний ефект в кубічних кристалах з неоднорідним потенціалом. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.07 - фізика твердого тіла. - Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України, Київ, 2003.
Дисертацію присвячено виявленню фотопружного ефекту у напівпровідникових кристалах з неоднорідним розподілом потенціалу. За допомогою модуляції поляризації досліджено фотопружний ефект в кубічних кристалах при великих значеннях показника поглинання. Показано, що стан поляризації відбитого вздовж нормалі до поверхні кристалу світла пов’язаний з величиною анізотропії на довжині поглинання. У зразках кремнію, плавленого кварцу та поліметилметакрилату досліджено (в межах лінійної залежності від деформації різниці фаз між ортогональними компонентами поляризованої електромагнітної хвилі) ефект фотопружності, індукований градієнтом температури. В напівпровідниковому кристалі Ge із неоднорідністю концентрації N легуючої домішки у вигляді сходинки досліджено розподіл об’ємно-градієнтної фотоерс та двопроменезаломлення, зумовленого різницею головних компонентів механічної напруги. Виявлено якісне узгодження функції, отриманої інтегруванням просторової залежності величини анізотропії, та координатної залежності фотоерс. При цьому зроблено висновок про закономірність в розподілі термопружних механічних напружень, яка задається залежністю ~.
Встановлено, що величина пружної деформації, яка виникає в напівпровідникових кристалах під дією градієнта температури, визначається другою похідною температури по координаті. Показано, що функція температурного поля та просторова залежність величини анізотропії пов’язані диференційним рівнянням Пуасона , де - головні компоненти напружень, - коефіцієнт пропорційності. На основі цього зроблено висновок, що величина анізотропії визначається степенем неоднорідності градієнту температури, а її тип (стискання або розтяг) - знаком його кривизни. Отримано задовільне узгодження теоретичних та експериментальних результатів досліджень.
Вперше продемонстровано можливість вимірювання фотопружного ефекту в непрозорих речовинах. На прикладі кристалів Si и Ge, в яких двопроменезаломлення індуковано зовнішнім одновісним стисканням, досліджено деформаційні характеристики фотопружного ефекту в діапазоні фундаментального поглинання. Показано, що стан поляризації відбитого вздовж нормалі до поверхні кристала світла пов’язаний з величиною анізотропії на довжині його поглинання.
Експериментально у зразку Ge, в якому при вирощуванні кристалу створена сходинкова неоднорідність концентрації легуючої домішки в вигляді структури (градієнт рівня Фермі), встановлено взаємозв’язок між просторовою функцією розподілу складу речовини (легуючої домішки) та величиною механічного напруження. На цьому взаємозв’язку виявлено нову властивість об’ємно-градієнтної фотоерс в напівпровідникових кристалах, яка полягає в тому, що в місті її локалізації функція механічного напруження визначається похідною просторового розподілу фотоерс. В результаті отримано залежність ~, де Е - функція розподілу величини об’ємно-градієнтної фотоерс вздовж градіенту концентрації домішки.
На прикладі зразка кремнію, в якому механічною обробкою створено приповерхневу неоднорідність розподілу дислокацій, виявлено оптичну анізотропію за рахунок внутрішніх механічних напружень, що сягають на відстані, які значно перевищують області неоднорідностей.
Найбільш чутливим до реєстрації величини двопроменезаломлення є метод, в основу якого покладено модуляцію поляризації. Найбільш задовільним, з точки зору використання в діагностиці напівпровідникових матеріалів, може бути модулятор поляризації, в основу якого покладено явище фотопружності.
Розроблено методику реєстрації величини двопроменезаломлення, в основу якої покладено модуляцію поляризації. Вперше побудовано загальну систему класифікації поляриметричних оптичних схем з використанням модулятора поляризації. Встановлено зв’язок між параметрами інформаційного сигналу та умовами розташування модулятора та досліджуваного зразка по відношенню один до одного, а також їх обох відносно стану поляризації в основних варіантах оптичних схем.
Публікації автора:
Никитенко Е.В., Сердега Б.К. Особенности использования модулятора поляризации в оптических схемах для исследования двулучепреломления.// Сб. “ОПТ”, в.33, 1998.- с. 102-108.
Грінченко В.Т., Нікітенко Є.В., Сердега Б.К. Дослідження методом поляризаційної модуляції фотопружного ефекту, індукованого градієнтом температури.// Доповіді НАН України, 1998.- N10.- с.83-88.
Венгер Е.Ф., Никитенко Е.В., Сердега Б.К. Исследование термоупругого двулучепреломления в твердых телах с применением модуляции поляризации // Сб. “ОПТ”, в.33, 1998.-с.122-126.
Нікітенко Є.В., Сердега Б.К. Особливості використання модулятора поляризації в оптичних схемах для дослідження двопроменезаломлення // Зб. "Вісник Чернігівського технологічного ін-ту",1997.-N3.-с.117-128.
Nikitenko E.V., Serdega B.K., Venger E.F., Zykov V.G. A sensor based on photoelastic effect caused by temperature gradient // Proc. Workshop sensors springtime in Odess.- Одесса (Украина).-1998.-104 с.
Serdega B.K., Boyko I.I., Venger E.F., Nikitenko E.V. Modulation on polarization spectroscopy of a berefrigence in semiconductors in the range of a fundamental absorption.// Proc. XIV International School-Seminar “Spectroscopy of Molecules and Crystals”.- Odessa (Ukraine).-1999.- p.119.
B.K.Serdega, Ye.F.Venger, Ye.V. Nikitenko. Thermoelasticity in Ge due to nonuniform distribution of doping impurity studied by light polarisation modulation technique.// Semic.Ph.,Quant.El. & Opt.,1999.-v.2.-№1.-p.153-156.
Boiko I.I., Venger Ye. F., Nikitenko Ye.V., Serdega B.K. Investigation of on the photoelastic effect in Si high values the absorptivity.// Semicond.Ph., Quant.El. & Opt.- 1999.-v.2,№2.-p.352-357.
Сердега Б.К., Бойко І.І.., Венгер Є.Ф., Нікітенко Є.В. Подвійне променезаломлення в реальних кубічних кристалах..// Труди міжнар. школи-конференції з питань фізики напівпровідників. - Дрогобич (Україна). - 1999.- с.92.
Serdega B.К., Nikitenko Ye.V., Prikhodenko V.I. Effect or surface condition of strain in semiconductor crystal sample// Semicond.Ph., Quant.El. & Opt., 2001.-v.4-№1.-p. 9-11.
