| Аннотация |
В предлагаемом проекте планируется решение научной проблемы , которая состоит в выявлении связи особенностей неупругого рассеяния света, в частности комбинационного рассеяния света (КРС), рассеяния Мандельштама – Бриллюэна (РМБ) и генерации второй оптической гармоники (ГВГ) в тонких сегнетоэлектрических пленках с их физическими свойствами.
Конкретные задачи, которые будут решены в ходе выполнения Проекта, состоят в описании оптическими методами процесса сегнетоэлектрического фазового перехода (ФП), в частности, его ширины, температурной зависимости спонтанной поляризации, наличия или отсутствия нецентросимметричных областей в параэлектрической фазе, зависимости основных параметров ФП от химического состава пленки, величины и направления механических напряжений на интерфейсе «пленка - подложка», толщины пленки. Будут исследованы особенности распространения упругих волн в гигагерцовом диапазоне в условиях, когда толщина пленки меньше или сопоставима с длиной волны света.
Для решения поставленных задач планируются исследования свойств тонких пленок, керамик и порошков ниобата бария стронция Sr(1-x)BaxNb2O6 (SBN-x ) и титаната бария стронция Ba(x)Sr(1 – x)TiO3 (BST-х) в гигагерцом и терагерцовом диапазонах (диссипации и скорости звука, колебаний отдельных структурных фрагментов и их роли в процессе фазового перехода, преобразованию оптических частот в видимом и ближнем ИК диапазонах) методами КРС, РМБ и ГВГ. Эти методы, с одной стороны, являются неразрушающими и пространственно - селективными, а с другой – дают возможность получить дополнительную информацию о свойствах тонких пленок.
Исследование КРС определят особенности фазового перехода в исследуемых пленках. Особое внимание будет уделено линии Е (ТО) фонона в BST на частоте около 300 см-1, , которая, как будет показано, может с одной стороны, быть «индикатором» тетрагональной (и орторомбической) фазы, а с другой стороны, сдвиг линии определит величины действующих механических напряжений. Калибровка величины механических напряжений будет проведена при изменении спектров КРС в порошках соответствующего химического состава при приложении механических напряжений. Сопоставление относительной интегральной амплитуды этого пика с соответствующей величиной нелинейнооптического отклика (ГВГ) позволит провести численную оценку величины спонтанной поляризации в сегнетоэлектрической фазе и величину остаточного дипольного момента в параэлектрической фазе.
Эксперименты по РМБ покажут особенности распространения гиперзвуковых волн как в направлении поперек плоскости пленки, где условия бегущей волны не соблюдаются, так и продольном направлениях. Результаты этих исследований могут дать ответ на вопрос о наличии неоднородностей или релаксационных процессов в объеме пленки, а также различить пики дублета МБ от пиков, обусловленных резонансным колебаниям микронеоднородностей.
Проведенные оптические исследования будут сопоставлены с измерениями пироэлектрического эффекта, рентгеновской дифракции, диэлектрической проницаемости в диапазоне до 1 МГц.
Планируемые исследования могут быть применены для характеризации тонкопленочных структур (в частности, их качества), применяемых в СВЧ технике, пироприемников и др. приложений.
|
