Формирование доменной структуры в ниобате лития при облучении сфокусированным ионным пучком
Аннотация
Выпускная квалификационная работа бакалавра «Формирование доменной структуры в ниобате лития при облучении сфокусированным ионным пучком» посвящена разработке научных основ технологии создания регулярных доменных структур с малыми периодами, в том числе и с субмикронными в монокристаллах ниобата лития под действием ионного пучка, а также развитию представлений о переключении поляризации в пространственно-неоднородных условиях, создаваемых пространственным зарядом при облучении ионным пучком сегнетоэлектрических кристаллов. Первая часть работы посвящена обзору литературных источников об основных свойствах сегнетоэлектриков, сегнетоэлектрической доменной структуре, а также о методах её создания и исследования. Вторая часть содержит в себе описание исследуемых образцов, методики проведения эксперимента, а также используемых методов исследования полученной доменной структуры. В третьей части работы представлено описание результатов, а также их обсуждение. Сформулированы основные выводы. Для решения поставленных задач использовалась совокупность прямых экспериментальных методов. Особое внимание уделялось визуализации микро- и нанодоменов с высоким пространственным разрешением с последующей оригинальной математической обработкой изображений для получения статистических характеристик. Оригинальный кинетический подход к описанию эволюции доменной структуры был применен к полученным результатам для их объяснения. Результаты работы представляют значительный фундаментальный и практический интерес. С одной стороны, переключение поляризации в сегнетоэлектрических монокристаллах под действием электрического поля, которое представляет собой образование и рост доменов, может быть рассмотрено как аналог фазового перехода первого рода. Поэтому выяснение и описание процессов формирования микро- и наноструктур при фазовых превращениях в пространственно-неоднородных условиях и
изучение закономерностей кинетики доменной структуры представляет собой важную фундаментальную задачу физики конденсированного состояния. С другой стороны, практическая значимость обусловлена возможностью использования результатов исследования для изготовления сегнетоэлектрических доменных структур для создания качественно новых устройств для параметрической генерации света обратной волны и преобразования частоты лазерного излучения. В работе представлена методика бесконтактного прецизионного создания регулярных доменных структур при воздействии сфокусированным ионным пучком на полярную поверхность сегнетоэлектрического кристалла, покрытого диэлектрическим слоем. Проведено исследование формирования доменной структуры в монокристаллах одноосных сегнетоэлектриков ниобата лития в результате облучения сфокусированным пучком ионов. Полученные на этих кристаллах результаты позволят транслировать их на широкий класс сегнетоэлектрических кристаллов, в том числе и многоосных. В результате исследования получены основные закономерности геометрических параметров доменов от условий облучения и определены диапазоны оптимальных параметров для получения регулярных полосовых доменных структур, которые могут быть применены для использования в устройствах преобразования частоты лазерного излучения и интегральной оптики.
изучение закономерностей кинетики доменной структуры представляет собой важную фундаментальную задачу физики конденсированного состояния. С другой стороны, практическая значимость обусловлена возможностью использования результатов исследования для изготовления сегнетоэлектрических доменных структур для создания качественно новых устройств для параметрической генерации света обратной волны и преобразования частоты лазерного излучения. В работе представлена методика бесконтактного прецизионного создания регулярных доменных структур при воздействии сфокусированным ионным пучком на полярную поверхность сегнетоэлектрического кристалла, покрытого диэлектрическим слоем. Проведено исследование формирования доменной структуры в монокристаллах одноосных сегнетоэлектриков ниобата лития в результате облучения сфокусированным пучком ионов. Полученные на этих кристаллах результаты позволят транслировать их на широкий класс сегнетоэлектрических кристаллов, в том числе и многоосных. В результате исследования получены основные закономерности геометрических параметров доменов от условий облучения и определены диапазоны оптимальных параметров для получения регулярных полосовых доменных структур, которые могут быть применены для использования в устройствах преобразования частоты лазерного излучения и интегральной оптики.