Publication: Когерентные фононы в структурах на основе алмаза с имплантированными слоями
Дата
2016
Авторы
Вершков, В. А.
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Издатель
Аннотация
Использование алмаза при создании перспективных устройств МЭМС и акустоэлектроники позволит продвинуться далеко в гигагерцовую область частот. При этом весьма полезной может оказаться возможность модификации структуры и физических свойств алмаза. Так, например, с помощью ионной имплантации возможно создание встроенных в матрицу алмаза заглубленных слоев (аморфизо-ванных, графитизированных) толщиной от десятков нанометров до единиц микрон. Такие слои могут оказаться полезными при создании различных акустических волноводных структур, фононных кристаллов, фильтровых структур в акустоэлектронных устройствах на ПАВ и ОАВ. Оптические, электрические и частично, тепловые свойства таких слоев исследованы [1-4]. Однако информации об упругих (или фононных) свойствах, в частности скорости и затухания звука, нет. С другой стороны, именно эти данные являются ключевыми для ответа на вопрос о применимости таких слоев. Очевиден и фундаментальный интерес к исследованию свойств таких слоев - выяснение механизмов фазовых переходов при радиационном повреждении материала. Весьма удобным методом исследования фононных или упругих свойств является активно развиваемый последние 20 лет метод пикосекундной акустики [5]. Сущность метода заключается в создании пико-/фемтосекундным лазерным импульсом короткого импульса упругого напряжения в исследуемой структуре. При этом если речь идет о микро/наноструктуре, в ней возбуждаются собственные моды упругих колебаний – когерентные фононы в гиперзвуковом диапазоне от единиц ГГц до терагерца. Регистрация упругих импульсов производится с помощью измерения коэффициента отражения интерферометрическим методом [6]. Целью данной работы являлось проведение цикла исследований возбуждения и распространения когерентных фононов в алмазе с заглубленными графитизированными слоями, выполненными методом ионной имплантации. В данной работе были проведены эксперименты по оптическому возбуждению заглубленных графитизированных слоев и обнаружено возбуждение в слоях когерентных фононов. Также произведено зондирование графитизированных слоев когерентными фононами, в качестве генератора использовалась оптически возбуждаемая алюминиевая пленка толщиной 40нм, полученная термическим напылением. Обнаружено сильное отражение упругих импульсов, вызванное акустическим рассогласованием между алмазом и графитизированным слоем. Кроме того, получены картины распространения поверхностных акустических волн (ПАВ) на областях с различной дозой имплантации. По картинам распространения определены скорости ПАВ в зависимости от дозы и обнаружено, что анизотропия групповой скорости составляет менее 0.5%, а по картинам изменения импульсов ПАВ в зависимости от пройденного расстояния – качественно оценено затухание спектральных компонент импульсов и дисперсия на областях в зависимости от дозы имплантации.
Описание
Уровень образования: специалитет; Код направления/специальности: 140301; Группа: В12-70
Ключевые слова
ВКР , Выпускная квалификационная работа
Цитирование
Вершков, В. А. Когерентные фононы в структурах на основе алмаза с имплантированными слоями : Выпускная квалификационная работа, специалитет, 140301 / В. А. Вершков ; рук. работы Клоков Андрей Юрьевич, 2016