Диэлектрическая спектроскопия тонких слоёв в терагерцовом диапазоне

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Статья посвящена разработке диэлектрической спектроскопии (ДС) тонкослойных объектов в терагерцовом (ТГц) диапазоне посредством поверхностных электромагнитных волн (ПЭВ). Разработан и представлен ряд способов и устройств, реализующих ТГц ДС и основанных на сильной зависимости комплексного показателя преломления ПЭВ κ от диэлектрической проницаемости материала переходного слоя поверхности, направляющей ПЭВ. Три из предложенных способов основаны на интерференции в параллельных или квази параллельных пучках объёмных и (или) поверхностных волн. Способы позволяют определить обе части κ в ходе одной измерительной процедуры, причём некоторые из устройств, реализующих способы, являются статическими со временем срабатывания равным длительности одного импульса излучения. Кроме того, предложены две неинтерферометричекие методики для определения Re(κ), реализуемые с использованием перестраиваемых по частоте источников монохроматического ТГц излучения.

Об авторах

Герман Николаевич Жижин

Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН

Email: gzhizhin@mail.ru
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН

Николай Иванович Головцов

Российский университет дружбы народов

Кафедра общей физики; Российский университет дружбы народов

Альберт Питиримович Логинов

Российский университет дружбы народов

Кафедра общей физики; Российский университет дружбы народов

Алексей Константинович Никитин

Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН

Email: alnikitin@mail.ru
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН

Татьяна Александровна Рыжова

Российский университет дружбы народов

Кафедра общей физики; Российский университет дружбы народов

Список литературы

  2. Волков А. А., Прохоров А. С. Широкополосная диэлектрическая спектроскопия твёрдых тел // Радиофизика и квантовая электроника. - 2003. - Т. 46, № 8-9. - С. 657-665. [Volkov A. A., Prokhorov A. S. Shirokopolosnaya diehlektricheskaya spektroskopiya tvyordihkh tel // Radiofizika i kvantovaya ehlektronika. - 2003. - T. 46, No 8-9. - S. 657-665.]
  3. Поверхностные поляритоны. Поверхностные электромагнитные волны на границах сред / под ред. В. М. Аграновича, Д. Л. Миллса. - М.: Наука, 1985. - 525 с. [Poverkhnostnihe polyaritonih. Poverkhnostnihe ehlektromagnitnihe volnih na granicakh sred / под ред. V. M. Agranovicha, D. L. Millsa. - M.: Nauka, 1985. - 525 s.]
  4. Zhizhin G. N., Yakovlev V. A. Broad-Band Spectroscopy of Surface Electromagnetic Waves // Phys. Reports. - 1990. - Vol. 194(5/6). - Pp. 281-289.
  5. Никитин А. К. Плазмонная оптометрия. Дисс. д.т.н. - Москва, НТЦ УП РАН, 2002. - 270 с. [Nikitin A. K. Plazmonnaya optometriya. Diss. d.t.n. - Moskva, NTC UP RAN, 2002. - 270 s.]
  6. Csurgay A. I., Porod W. Surface Plasmon Waves in Nanoelectronic Circuits // Int. J. Circuit Theory & Appl. - 2004. - Vol. 32. - Pp. 339-361.
  7. Absorption of Surface Plasmons in Metal-Cladding Layer-Air Structure at Terahertz Frequencies / G. N. Zhizhin, А. К. Nikitin, G. D. Bogomolov et al. // Infrared Phys. & Technology. - 2006. - Vol. 49(1-2). - Pp. 108-112.
  8. Gong M., Jeon T.-I., Grischkowsky D. THz Surface Wave Collapse on Coated Metal Surfaces // Optics Express. - 2009. - Vol. 17(19). - Pp. 17088-17101.
  9. Free-Electron Laser for Infrared SEW Characterization of Surfaces of Conducting and Dielectric Solids and nm Films on Them / G. N. Zhizhin, E. V. Alieva, L. A. Kuzik et al. // Appl. Phys.(A). - 1998. - Vol. 67. - Pp. 667-673.
  10. Two-Dimensional Optics with Surface Electromagnetic Waves / R. J. Bell, C. A. Goben, M. Davarpanah, athers // Appl. Optics. - 1975. - Vol. 14 (6). - Pp. 1322-1325.
  11. Балашов А. А., Жижин Г. Н., Никитин А. К., Рыжова Т. А. Плазмонный спектрометр терагерцового диапазона для исследования проводящей поверхности. - Патент РФ на изобретение №2318192. - Бюл. № 6 от 27.02.2008 г. [Balashov A. A., Zhizhin G. N., Nikitin A. K., Rihzhova T. A. Plazmonnihyj spektrometr teragercovogo diapazona dlya issledovaniya provodyatheyj poverkhnosti. - Patent RF na izobretenie №2318192. - Byul. № 6 ot 27.02.2008 g.]
  12. Koteles E. S., McNeill W. H. Far Infrared Surface Plasmon Propagation // Int. J. Infr. & Millim. Waves. - 1981. - Vol. 2(2). - Pp. 361-371.
  13. Способ индикации дифракционных спутников поверхностных плазмонов терагерцового диапазона / В. В. Герасимов, Б. А. Князев, А. К. Никитин, В. В. Никитин // Письма в ЖТФ. - 2010. - Т. 36, вып. 21. - С. 93-101. [Sposob indikacii difrakcionnihkh sputnikov poverkhnostnihkh plazmonov teragercovogo diapazona / V. V. Gerasimov, B. A. Knyazev, A. K. Nikitin, V. V. Nikitin // Pisjma v ZhTF. - 2010. - T. 36, вып. 21. - S. 93-101.]
  14. Никитин А. К., Жижин Г. Н., Кирьянов А. П., Князев Б. А. Инфракрасный амплитудно-фазовый плазмонный спектрометр. - Заявка на изобретение, №2010126811 от 01.07.2010 г. [Nikitin A. K., Zhizhin G. N., Kirjyanov A. P., Knyazev B. A. Infrakrasnihyj amplitudno-fazovihyj plazmonnihyj spektrometr. - Zayavka na izobretenie, №2010126811 ot 01.07.2010 g.]
  15. Optical Properties of the Metals Al, Co, Cu, Au, Fe, Pb, Ni, Pd, Pt, Ag, Ti and W in the Infrared and Far Infrared / M. A. Ordal, L. L. Long, R. J. Bell et al. // Appl. Optics. - 1983. - Vol. 22(7). - Pp. 1099-1119.
  16. Определение показателя преломления поверхностных плазмонов ИК-диапазона методом статической асимметричной интерферометрии / Г. Д. Богомолов, Г. Н. Жижин, А. П. Кирьянов и др. // Известия РАН. Сер. физ. - 2009. - Т. 73, № 4. - С. 562-565. [Opredelenie pokazatelya prelomleniya poverkhnostnihkh plazmonov IK-diapazona metodom staticheskoyj asimmetrichnoyj interferometrii / G. D. Bogomolov, G. N. Zhizhin, A. P. Kirjyanov и др. // Izvestiya RAN. Ser. fiz. - 2009. - T. 73, No 4. - S. 562-565.]
  17. Жижин Г. Н., Никитин А. К., Никитин В. В., Чудинова Г. К. Способ определения коэффициента затухания поверхностной электромагнитной волны инфракрасного диапазона за время одного импульса излучения. - Патент на изобретение РФ №2400714. - Бюл. 27 от 27.09.2010 г. [Zhizhin G. N., Nikitin A. K., Nikitin V. V., Chudinova G. K. Sposob opredeleniya koehfficientazatukhaniya poverkhnostnoyj ehlektromagnitnoyj volnih infrakrasnogo diapazonaza vremya odnogo impuljsa izlucheniya. - Patent na izobretenie RF №2400714. - Byul. 27 ot 27.09.2010 g.]
  18. Schlesinger Z., Sievers A. J. IR Surface-Plasmon Attenuation Coefficients for Gecoatted Ag and Au Metalls // Physical Review (B). - 1982. - Vol. 26, No 12. - Pp. 6444-6454.
  19. Knyazev B. A., Kulipanov G. N., Vinokurov N. A. Novosibirsk Terahertz Free Electron Laser: Instrumentation Development and Experimental Achievements // Meas. Sci. Techn. - 2010. - Vol. 21. - P. 054017.
  20. Schade U., Ortolani M., Lee J. THz Experiments with Coherent Synchrotron Radiation from BESSY II // Synchrotron Rad. News. - 2007. - Т. 20(5). - С. 17-24.
  21. Gerasimov V. V., Knyazev B. A., Khitrov O. V. et al. Noninterferometric Wayto Determine Surface-Plasmons Complex Refractive Index. - МеждународныйСимпозиум «Терагерцовое излучение: генерация и применение. Новосибирск, Институт ядерной физики СО РАН им. Г.И. Будкера, 26.07.2010-31.07.2010.

© Жижин Г.Н., Головцов Н.И., Логинов А.П., Никитин А.К., Рыжова Т.А., 2011

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах