Электродинамика ультратонких пленок тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

АКАДЕМ1Я НАУК УКРА1НП ШСТ'ЛТУТ' МЗИК.И НАП1ЕПРС31ДНИК1В СПЕЦ1АЛ1303 АН А ВЧЕНА РАДА 11015.25.01.

л ч ' • I

•■ ■ На правах рукопису

БАР'ЯХТАР 1РКНА 31КТ0РТВНА

ЕЛЕКТР0ДМНАМ1КА УЛЬТРА ТОНКИХ ГГЛ1Е0К 01.04.10 (ф!зика кап1эпров!лник1в та д!еж-ктркх1з)

АВТОРЕФЕРАТ дисертацИ на здобутгя наукового ступеня кандидата ф1зико-катеиатичних наук

Ки1з-1334

ДисертацЗею в рукопис.

Робота виконанэ в 1нститут1 ф1зики кап1впроБ1дник1з АН Укра1ни,

М.КИ1В.

Науковий кер!вник: кандидат ф1гико-мзтеыатичнюс наук.

старший науковий сп1ьро<51тнж Лозовськия Валер1я 31ноБьеЕИЧ.

Сф1д1йн1 опоиенти:

1. Доктор ф1зкко-математичких наук, професср Басс , Фридрн Гершононич,

2. Лектор ф13ико-математичнюс наук, старший науковий сп1вроб1тник Шираов Юр1я Михайлович, .

Пров1дна орган1аац!я: 1нстетут ф!зики АН Укра1ни, м,Ки1в.

Захист в!дбудеться "1»" лютого 1994 року о "14ч годин 1; на засЗданя! Спец1ал1зовано1 Вчено1 Ради K0I6.25.0I. при 1нсгитут1 фЗзики нап1впровДдник!в АН Укра1ни (252850. м.Ки1в-28, пр.Науки 45). " .

3 дисертац1ею монша ознайомитися в б1бл!отец1 1нституту ф1зики нап1Е.пров1дник1э АН Укра1ни (252650, ы.Ки!в-28. пр.Науки 45)1

Автореферат роз1слан*?й " О- " сЛчня 1994 р\

Ьченкя секретар Спец1ал1зовано1 Бчено! Ради Беляев 0.

V

глгальна характеристика круг;!

Актуальн1сть тени. 1нтерес до тонких пл1вок, со -икликаний розвктксм мхкроелектрон 1ки, х1м1ч:-:нх тэ ф1зико-х1м1чних технология призз!з до ззродкенкя нового напрякку з ф'.зиц1 Ф1зики тонких пл1вок Ш. Одним з каЯ2аж.лив1пих $актор1з, ¡до стимуле рсзвитск дослЩяекь поверх:-:! та кизьксрсз.ч^рни:: систем з тенденция до м1н1зтюр;<ззц11 електронних прилэд1в та елеиент!в 1нтегральних н1кросхем. В зз'язку з ним значний розвиток отримали оптичн1 метод и досл1Д!кекня поверхн! та тонких пл1зок, особливо плавок молекул, вд адсорбован1 на псверхн! тьердих т!л.

Поряд 1з актуальн1стю практичного застосузання роз робок у ц!я галуз!, проблема досл!дження низькорозм1рнкх фаз речсьини (тобто кваз1одновим1рних тз квззздвоеим 1рних систем, якими е, напркклад, дуже ток:<1 плЗзки '- ультратонк! плззки- на поверхн1 твердих т!л) е самост12кса фундаментальною проблемою физики твердого т!ла, оаШьки зласгивост! таких систем 1сготно в1др1знякться в1д об'емних.

В сстакн! часи,. в" зз'язку з розвитком технологи пл!вок Ленгмюра-Блоджетт, адссрбц1яних суб- та мскошарсвих покритт!в. мойлив1сгю отримання систем з С-легованими шарами ' зин; ,з потреба контролю яюост1 таких „систем. Одними з наяб1льш ефектквних неруан!вних метод!в контролю якост1 поБерхн1 та тонких пл1вок в оптичн1 методи»- Це, наприклад, елзлсометр1я, спектроскоп1я повёрхневих хеиль. Розвиток цих метод!в вимагае побудову електродинам1чно! теорП- перех1дних шар!в та тонких

пл1вок.

При товщинах пд1во5С, що значно перевидать характерн1 довжикихвиль зондуючого випром!нюаакня, при 1нтерпретад11 даних еодо вин1р1в 1хн1х оптичних зластивостей ке еинккзз особлив их проблем, оск!ль:-:и для таких систем макроскоп1чн1 р!зкякнл Максвелла тз максзеллХвсь'к! граничн! умо=и [2] й справедливими, та добре розроблено оптичн! м?тоди виьченнл

1хн1х власгизостеа- Як1ско 1яша ситуация' виникзз при вньченн!

то:-;к.;ъ\ гШбок, зокрема, для пл1ьок ионоиарсних пскр;ггг1в. Лрч досл1дн;скн1 аласткьостёй таких пл1вок. тс-ыдкна яких по-рЗакя.-ьнз з >:г;рактернкми масзтабзми нееднср1дности м¿кропил-и! пл:вки в подальше:,;у ни буд-мо звати ультратонкими пл!вкам^ (УТЛ) - стандарта1 методи макроскоп1чно1 електродкнам1ки стайть непрнд-тгкиш'.. По-перше, для таких пл1вок; губиться зм1ст покятгя грзчичких умов, цо вккористовуються в стандартна кзкрсасол1чн1й електродинам1ц1. По-друге, для пл1вок, тезщина яких порДвнялъка з м1»:атомними вДцстанями, або длг суб- ' Та мокошэрових молекуллриих покритт1з поняття д!електричю1 проникливост! стаз невживаним. 'Завдяки цьому елзсгхвост! ультратонких пл1вогс повинн1 вивчатися методами квантово! фЗз;:ки. Протэ, такта п!дх!д, що псв'язания з вибором . и1::роск;оп1чно1 но дел 1 УТП, обмеяения самою моделлю 1 вимагаз складних математичних розрахунк!в. Таким чином, для описания оптичних ■ властивостея (в довгохвильовому' диапазон!) припсверхкевих перех1дних шар1Э та ультратонких молекулярних ' пл!вок приваблиЕою здаеться !дея використання макроскоп1чного подходу, коли сприйнятлив1сть пл1бки а е феноменолог1чним параметром. - ;

••■ '-.Мета, роботи. Таким чином, метою ц!е1 дисертац!яно1 роботи з псбудова квзз!макроскоп1чно1, теорИ електродинамачних властивостея ультратонких пл1вок та перех1дних приповерхйевих шар1в 1 досл!дження нел!н1Яних збуджень (сол!тон1в) у таких системах. ' ',;' !'

Наукова нов!тк1сть роботи. При виконанн1 ц1е1 диоэрта-ц1яно! роботи було поставлено та розв'язано так1 задач!:: ?

1. Побудовано теор!ю л!нЗлного в игу ну для систем.' що.. мХстять в соб1 ультратонку пл!вку, в'рамках яко1 розрах;оЕано сприянятлив!сть УТП та, електродинан1чну функц!ю Гр1на систем и.

^ 2. Бизчено поверхнез! електромагн1тн! хэил! в ¡Таких системах, врахоьуЬчи й субыоношароз! покриття адсорбф'анюс молекул. I ' ! ■ ■

3. Вквчеко кел1н1йн! пронеси в УТП ' субмонспарових ' адсорбц1?.ких покритт1ь- - утворекнд ссл!тона та1 розс!яння

рентген 1вськ;сх промен1з на тгких кеоднор1дн:а структурах. й'^еШе.отртано так! .результат;!:

- Сп1ез1днош?кня, ео поз'язукть- д1ясну та улнну ••гстини спрнг-шлтлпБОсти УТП. то нають скисл олтично! те:реми; ■

- Зирззи для функцИ л!чи>ксго вЛдгуку на зовин-яс електричк* полз, хокпоненти яко! задовольняютъ оптнчн!« теорем!;

- Електродикам1чну функц!» Гр1ка для системн, що ьисгить в ео'Л УТП;

- Пэредбачено аснузання нового типу елеклтом:1гн1тннх. хьилъ, цо локэл1зсвзн1 на поверхн1 з УТП. Щ хвпл!, ка з1дм!ну в1д до'ре з1дсмих поверхневих поляритон!в, характерлзуютьсд тнм. що можуть 1снувати в частотному д1апазон1, де д1електрнчка функция адсорбенту в позитивною. Окр1м того, щ хвкл! можуть збуджуватись зовн1шн1м, випром1нква:-:няи як р-, так ■ 1 з-полярнззцП;

- Розрахозано перерхз розс!яння рентгенгвськлх промен1з на сол1тонах, що вннккзють в ланцюжку атом±з ка псверхн1 твердого

т153.

Наукозэ та практична ц!нк1сть. П1дсуиксм нкконэно! дисертзцЗяко! р-осотй в лаудсЖа огкгуггоджехо! г.в*з1-макроосол!чно1 теорП, ао догзоллз адекватно опиеувати електродинам1чн1 влзстивост! систем, що вмгщують в соб! р1г-н1 тили ультрзтснгскх пл!вок. Достов1рн1сть отриманих результатов б'/гначззться тим, що розрэхована в ке:-ах теорП спркйнятлнгпсть УТЯ задозольняе сп1вв1дношеням ог.ткчно! теорем и, я:<1 отримзн!

1з загального принципу неперзрвност1 потоку екергИ ......з

пл1вку. Не свхдчнть про справедлив1сть п1дходу, виксристаьу. о з робот- „

Практична ц!нн1сть побудовано! теорП полягае в можливост!. викорисгзкня результат 1з дисертацШко! работи для постаксгян та 1нтерпретан11 експерюгентальклх досл1а.г:с-:-:ь в олтиц! УТП та при.човерхневих переххдких парав твердих тхл. зокргма, надпрсв1дник1в та д1еле^три>ов. Ка осноз! розроблгно! теорп були вквчен1 аластиаост! електромагнгтних хвиль в системах, ¡до нмщуоть УТП. Такт можна отримати коеф1щ'енти вадбиття та

гхгликгнкя се!тлз в системах, шо зкксристозуютьсл в

;;:-;-1Строскоп11 та ел1псске??11.

Пор-Р.д з оптачниги 1.,атог?.к"л дослЗдаекня властиьес-геа <->:™ек. со ек1:уйпть в соб! УТП, з робот 1 проведено досл1дженкя ;;е.."1н1йких утворень - сол1тон!в - з УТП адсорЗованих атондэ Молекул) иетодом рсзс1яння рентген1вських проиен!з. Це дае К'.н-:лиь1сть отрккугати 1кфбркац1» про статичн! тз динам!чн1 г-лзсткнсстД о?л!т'Н1з" по визчекна 1нтенснвност1 рогс1якнл рентген 1всь?:ого вкпрок1нюзання на солЛтонэх з . в1дпоз1дннх експерикентах. Достов1рн1сгь отркМаних теореткчних результат1в ШдтЕерджуеться ■сп1в.паданням у граничному випгдку формул для перерЗзу розс!яння рентген1вських прокен1в з одержанный ран!пе результатами для магнитного перер!зу розс1яння нейтрон1з аэлЗтонами.

На захист виносяться так! положения:

1. Теор1я л1н1?.ного в!дгуку ка зозн1шке поле для систем, уо мкггять в о'УЛ ультрэтонку пл!вку. В межах теорИ гапропеновано новка метод побудсви функцП Гр1на макроскоп1чно1 електродинамЗ-ки, сформульоззн! спЗьвЗджхгення, е;о поз'язують уявну та д!йсну частики сприянятлизостЗ УТП. ИЗ. спЗьвЗдношёнкя мають зи1ст оптично! теореми.

2. Новий тип позерхкених електрсмагнЗтних хвкль для понерхнЗ з УТП, що вЗдризняються вЗд загальновЗдоних позерхневих поляритонЗз ткм. по вони кожутьЛснувати в частотнкх областях, де даелектрична функц1я подкладки с позитивною, таможуть бути хвилями як р-, так 1 э- поллризааН.

3. 4'оркфактори розс1яння рентгенЗзських промен 1з на неоднорЗдносгях типа сол!тон3.в в УТП адсорбсваних на псзерхн1 твердого т!ла атомЗв. -

Особистпа знесск автора в отримак!. результата полягае з слЗдурчсму:

1. Обгруктсвано сп1вз1д:-:оаенкл, як! характерЗгують поляркгацЗю пл1ьки.як кьаз1двовкн 1рного об'екту.

2. Одержано рЗвняння для ФункцП Грш:а систем з УТП, та ;:-:г.^денаа ябккй внгляд функцЗа ГрЗка у зипгдку: а> УТП б Ззо-7;-:п;-::1<у середовк-лЗ; б) УТП на'ггШложц! (ЗготропнЗа та'

aHi307fc.¡jHin) [3.12].

3. Отрммзко Еираз для тензору л!н1яного видгуку (ефективно! поляр>[зонкост1)' пл1еки на зоен!2нз елэктромагн1тке поле та зкаядеко його явний вигляд C8-I0 3.

4. ГТерен1рено тото:кн!сть сп1Ев1дноЕень, ян:i були еизедек1 1з закону зСере:кення потеку енергИ через У7П, з використання.ч тензору ефектиьно! полдризовност! для конкретных тип!в систем з пл1вкою СЮ).

5. На основ! методу функц!я Гр!на розраховано электромагнита1 поля у системах з УТП, та ксефйивнти в!дбиття Френеля (10,111.

6. Одержано дисперс1йн! сп1ЕЕ1дноаення для р1зних систем з УТП (9,18) та проЕедеко анал!тичний анал!з цих сп1вв!дношень [8,9].

7. ПроЕедено розрахунки кореляц!яних функц1й тензору зм1щення атом1з 1з положения "рЛвноваги при, наявност1 сол!тон1в у системах УТП 113,14].

8. Одержано формфактори . процесу розс1яння рентген1вських промен1в на сол!тонах та проведено 1х анал!з для р1зних тип1в сол1тон1в у низькорозм1рних системах [15-173.

Апробац1я роботи. OchoehI матер 1али дисертацИ були подан! та обговорен i "на: XX Всесоюзному з'1зд! з спектроскоп 11 (Ки1в, I38Sp.), II Всесоюзная школ1-сем1нар1. шо присвячена взаемод11 електромагн1тних хзиль з '*кап1впров1дниками та нап1впров1дникоЕо-д1електричними структурами (Саратов, 1388р.), IX Республ1канському сем!нар1 з ф1зики та технологи тонких пл1вок <1ванд-Франк1вськ, 1988р.), М1жнзродн1й школ1-конференцИ молодих вчених ВШЕА.'92 (Алушта, Крим, 1992р.), наукоз1й cecil, що присвячена 60-р1ччу академ!ка О.С.ДавидоЕа (1ТФ АН Укра1ни, Ки1в, 1992р.). М1ч'кародн1й конференцИ молодих вчених "РеН-93" (Париж. 1993р.). М!.чшародн1а конференцИ EPS-9 "Тгепаз In Physics" (Флоренц1я, 1993р.), а також на наукових сем!нарах 1нсгитут!в ф!зики нап1Епров1дник1з та металоф1зики АН Укра1ни.

Публ!кац11. За результатами дисертац1яно!'роботи опубл1ко-Еако П друкованих po6iT у в1тчизкяних та' зарубíshhx Еидакнях. Список публ!кац1й приведено в kíkijí автореферату [8-18].

Сс; *«м та структура дисертацП. Дисертац1л складаэться з Бступу, трьсх рссдТл1в, За:-:!кчекня та Додатка. кадрукозанз ка 103 стор1нках машинописного тексту, мз-з 10 мал»к:-:1Б та список з 99 к а йм-: :-:у ейнь äosIukcbgt. л!тэратури.

КОРОТКИЙ SMICT РОЕОТИ

У Бету ni сформульозано проблематику та нету цього достижения"; подано загальну характеристику та приведено короткий*зы1ст дисертац!яно1 роботи по розд!лах, показано 11 актуальк!сть.

В першому розд1л! сформульовано р!вняння для електродинамгчних функЩй Гр1на системи з УТП. Iii р1Еняння мають стандартния вигляд р1внянь Даясока м1сгять функц1ю Гр1ка G пЦкладки без плавки. Загальния п!дх!д, що використовано при 1хньому вивод!, дозволяе БрахоЕуЕати нелокаль^1сгь взаемод!й в п!дкладц1 шляхом Еикористання "затравочноГ" функцИ Гр1на G, обчислеко! з урахуванкя.м ефект1в нелокальное^ (див., наприклад, [31). Знайдено явния вигляд функц!й- Гр1на для систем, iro ьи!щують в co6i УТП, зокрема, для випадк1в: а) ультратонка гтвка, резтааювана есерединi однородного 1зотропного сепедоеиуэ; б) ультратонка пл1е:-:э на п1дкладц1. Знания функцИ Гргна дозволл-; визначити електромагн1тне поле в будь-яг;i;t том;! системи г УТП, знаходити коеф!ц!енти в!дбиття та поглинаннл. На ochoeí резребленого подходу можна знайти електродинамíuhi ФункцП Tpina о!лыи складних систем з УТП та еивчити Ixkí Е.ластизост!.

В мехах побудонако! теорИ лшаиного в1дгуку для систем з УТП отркизно вираз для сприянлтливост! УТП

уа|(к,ш) = [сГ (u) - h G^k.u)]"1, (I)

де а ('о) - тензор поллризоБкосг! речовики пл!вки, h- ефективна товцина пл!ски.

И' i о гнои i KOHiienuii неперервкост! потоку енергП електро-уигиiTHjro п:)лл через поаерхкю отримано сп!вв!дкошекня, що п:='ягукть д!ясну та уявну частики сррийнятливосг1 %, що мають

смлсл' сг.тично! теорем и. Ваяливим' висновком 1з сп1вв1дношень оптично! теореми е те. що. оск!лъки компонента фуккцН Гр1на С € комплексной величинами, то', незалежно в!д того, чи е пл!вка в дан!я д!лянц1 частот поглинзючо», чи н1, компоненти тензора % завзди в комплексними. «Мзичния зм!ст цьсто пеллгае в тему, що кепоглинзючэ пл!вка ноже перевипром1н:-ееатн електромагн!тн! хвил1, що падавть на не1. У випадку, коли гШекл знаходиться в вакуум!, ц! сп1вв!дношення мають досить простил вигляд: для Б-поляризовано! хвил!

а

I +

£|а|М

(2)

. Im = tXyy

для р-поляризовано1 хвил1

+ (3)

де £ = 2Tüc'h/ae ; а. = (а'+1а*)5 ., к = со/с.

м * О i'vj 'ij o

У другому розд!л1 роботи на основ! запропонованого в першому розд1л1 гпдходу доопджено електромагн!тн! хвил! в системах з УТП та молекулярних шарах, що адсорбован! на поверхн! твердого т!ла. 3 ц!ею метою вивчаються полнот i частини фулкцИ л1н!йного в!дгуку для пл!вок, що розгллдаються.

Сформульовано р!вняння. що визначають функц!ю л1н!йного в!дгуку молекулярного субмоношэрового покриття. При цьому, було розглянуто два пхцходи. Один з них. що базуеться на пря?лому п1дсумовуванн1 пол1в, KOTpi породжен! молекулами з шару, приводить до необх!дносг! п!дсумування такого ряду для маа .о оператора •

Mkl(к,ш) = nGkl (k.ty) +

.+ nGkt . <k-k',íi?)Gjt ík',iy) + ... (4)

Такия ряд можна п!дсумовувати. наприклзд, методом "поглинання" [41 з Егчористанням фуккцН. Tpina системи з УТП. Однзк. такия п!дх1д передбачае розв'язакня доесть складного р1вняння

о

самоуггодяеннл 1 з ц1з* причини не е гручким. Хкший г.1дх1х Сазуаться на пооудуЕапн! р!внянь Дзйсона для функцП Гр1К£ системи з молекулярной плхбкою. Цеп п!дл1д догволяз отримат1 точке рЗ^енкл для х- При цьому Еиявляеться, со ряд для наооЕогс оператора (4) точно дор1вкюе перц;:му дг-данку. Таким чином, члени ряду (4). починаючи з другого, ьгазмно ксмленоуються 1 1 сум! дають нуль. Цей результат здаеться*ц1кавяч, оск!льки ряд» типу (4) часто густр1чаються в теорИ домшок в шаруватю системах. . 1

ДослЗдження полюсно1 частик:- функцИ л1н1яного в!дгуК; систем, що розглядаються, "показало, що 1окукть три г!лк! електромагнгтних хвиль, що локал!зован1 на УТП. Дв1 з ню збуджуються р-поляризованим св1тлом:

+ 2тта(|ае]р - 2ит1(ге и ехр(-2ае!) «

[1 - 21та1[кг/ае - 2Лг]]р - гит^гГ1 и ехр(-2ае1)

а третя - э-поляризованим сводом:

г 1 - 2таз.®'

и

X)

2тоа,аГ1кг

II о

I ехр(-2эг!) = О,

(5

(6

де гс;

Б1пг"0

коеф1Ц15Нти

в!дбиття

ефективния л!н1яний розм!р молекули

Френеля для б-

(V

та

(К

поляризованого сеЗглэ, що входять в компоненти функц11!гр1Йа

тут представлено у такому енгляд1 и = 1уб, й = и/т.

я р

* I

В граненому випадку тобстих пл!бок дв1 хвил! (одна р-1 друга б- поляризацИ) переходять в дв! поверхнев1 хвил1 на обо поверхнях пл1еки (р- поляризована хвиля). те в хвидьоводну «од (8-поляркзац11). Чцсельно проанал1говано закони дисперсИ т$км хвиль як для випадку пл!еок з розпод1лекими параметрами, так для пл1ео:-: суб-мокоаарових молекулярных покритт1в. Характерно осс-с;либ1стк цил хвиль е у.ожлнв1сть 1х 1снуванкя у д1апазо1: частот, де д Электричка фуккг!я пхдкладки (£р) позитивна, тоб! б т!й д!лянЩ частот, де не аснуз поЕерхневий г.оляр итон.

Кэ"д1ллнц! залишковпх прсмек!з (де е <. 0) досл!джувпвся епли" УТП (у тому числ1. молекуллрно! пл!з:-:и> к?. длсперс!ю поверхневого полярктону у г!1дкл5дЩ. Показ г.но, що наязн1сть пл!еки приводить до зм!и;е:;нл дисперс!яно!' криво! поверхневого псслритоку. Оссоливо пом1тним тз:-:е гм!пекня суде при адеор'цП органАчнкх молекул, як! млеть велик! знпекня поляр'лзсност1.

У випадку резонансно! взазмодП у спектр! поверхневих хеиль виникае щ!лина, яка сбумоЕлена гм!шуванням молекуллркнх колизань та колнвань позерхнево1 хвил1. Аналог!чний результат спостер1тазся теоретично [5] ! експери.чентально [б] при Еизченн! резонансно! взаемодП поверхневого полярктону та фонону поверхневого шару, де внасл1док роззеплення спектру поверхневого пол.яритону такой з'язлялась енергетична вЦлина.

Трет!й розд!л роботи приевлчений досл!д:ненн» нел1н1йних ефект!в у моноатомних шарах на поверхн! твердого т1ла'.

В!домо, що вивчення розс!ювання рентген1вських промен1в дае !нформац!ю про розташування атом13 у твердому тал! та адатомхв на його поверхн!, дефектах крисгал!чних . грат. В останн!й час велику увагу придьляють дефектам у кеэз!одко- або двовим!рних системах, а саме сол1тонам р!зних тип!в.

Одним !з приклад 1в таких дефектгв -е сол!тони у шар! адсорбованих на поверхн! твердого т1ла атом!в, з якиму поз'язане локальне зб1лылення (зменшення) густини атом1э [7 3. Показано, що в таких.системах межуть виникати неоднор!дн!-структури, як! описуються р!вкяннян типу синус-Гордон та з1дпов!дають нерухомому сол1тону типу к1нка. Розраховано перер1з розс!яння рентген!вських промен!в такими оттоками:

_Лт.т = 1/2г*Ц + соэ^е (Т > I пов (т )У 1гГи (тг^-с^)«

»^(ш-оУ, )Л(ху-ау)йш''. ' (7)

Тут Р„ и - просторовий та ча совий фэрмфактори, як! визнэчаються !з формул:

, Г, уа г ГГДП-Е) П ^(П.с) = ( -г- ] с-хр--;- ,

«•? а - г 1дстань м!з; атома*«!, и - зм1и;екня атслйв 1з стану р:вкоЕ«ги, гг. - мьса ссдьтону (у гагглькому ыаздку - сслхтон!б

к:н:-:1ь та крэуд!с:-:1в), хо- сгаЕ5 сол!тону, с,О,Я стандартна хзрахтерисг.пс! процесу розс1яння, Т - температура.

• ЫлзкачиггЮ, по просторовия формфгктор рв Еизначаеться конкретким видом розпод!лу зм!щень атои1Е и у сол1тон1. Часовня ¡г:е формфзктор р викиказ е результат! усередкення дельта-ОункнИ, яка описуе закон збережекня екергИ в процес! роз-с!яння рентген!вськкх промен!в та мае сп!льну гаус1вську'форму у наближенн1 !деального газу сол!ток1в. Нагадаемо, ио врахугання ЕзаемодП сал1тон!в один з,одним, з фононами, з дефектами грат, тощо, зм!нюе форму центрального п1ку розс!яння рентген 1вських промен 1в !з ,_аус!вського на б!льв плавну. Це дозволяз на основ! експеримечтальних даних отримати Е«:у.лазу 1нформац1» про статичн! та динзм!чн! властивостЗ о'л!тсн!з у системах адатом1в та у твердих т!лах. Крхм того, вльчення розс1янкя ректген!вських промен!в дае змогу визначити: зале.к:-:1сть густили сол!ток1в б!д температуря; форму розпод!л:,; густдаи чзсток у сол1ток! через досл!дйен:-:л форми плл.чи £ 1мпу.:ьснсыу простор!, тобто просгорового формфактору; мае} г.елггона - чер>:з дэсл!дкекня часового формфактору.

Сл!д ггуьг:гдти. со запролонозаниа п!дх!д-дзз змогу еизчзт'. елзтгиесст! р:з:-:их тпп!в сол1Тон!в кз основ! . даних прс резпяння нз них ректгенЛвських промек!в.

Угак!кченн!сформульован1основн! результаты та еясновк;

От:^:е, у ц!я длсертацЬ'пия робот! проведено перш* сисге.чатичке дэсл 1 дженнл електродинам!чних властивосте; ультр-тих пл!но:-:, в результат! ккого:

1. 5а допег'.-.-с-: сормал!зму функция Гр1нз запропонованс квзз¡макроскоп¡чииЛ П1дх1д до опису електродинаижи систем 1: у л:-: рз" 6 н к мм х шпвками.

2. Вжорисгоеуючи широко в!дом1 у .дтрзтур

.яектро.глиам !чн 1 функцП Гр1ка для з1льного простору, буь каядения загальния ьигляд фуккгая Гр1на з для -систем г л!эками. Пссудован! функцИ Гр1на да:оть змогу с-писунати адзхче на УТП, е!д6итэ в!д них та те, що пропало •лектр0м5гн1тке-випрсм1квзання; знаходити ксефниснти Френеля. !а основ! запропоноЕ-анного п!дхсду га допомогою метод !н 'Л!псометрИ показано, яким чином можна отримати параметри УТП авдяки експерименталькому Еивченню властивостей в!дбитого та ■ого, що прояшло через пл1зку електромагк!ткого випром!н:сЕанкл.

3. Р1внянкя для побудовано! функцИ Гр!на записано у форм! )!вняння Даясона, 1До припускав точке р!шекня.

4. Розраховано тензор ефективно! поляризоЕиост! пл1вки %, ¡кия е в!дгуком пл!вки на зовн!шнз поле. Показано, що знаядения •екзор ефективно! поллризовност! задовольняз сп!Ев1дношенням. ¡о е аналог1чними оптичн!я теорем! у теор!1 розс!яння ! були ¡держан! 1з закону збереяення потоку енерг(!1 через УТП. Цея результат даз змогу зробити висноеок, що заг.ропонозания п!дх1д : самопогодженим та справедлизим.

5. Вивчено електромагн1тн! хвил! у системах !з ультра-•онкою пл!вкою. досл!дмено влзсн1 моди УТП. Показано, що в •эких системах поряд !з традиц!йною поляритонною модою 1снуг гоеия тип хвиль, характерния лизе для систем з УТП та !снуючил [а д1лянц1 частот, де поляризовк1сть речовини п1дкладки, ■ на :к1й адсорбована пл!екЭ', е позитивною. Досл1джено еплиь {аяЕност! УТП на поверхневия поляритон у п!дкладц1, якия зиранаеться у зм!щекн! поляритона в д!лянку б!льш низьких «астот. У раз! резонансно1 ЕзаемодП - в спектр! поЕерхнеЕИх свиль адоорбекта виникае енергетична ц!лина.

. 6. Поряд з визченням оптичних властивостея пл!вок, шропоновано рентген 1вськия метод досл!дження !стотно {ел!н1йних властивостея ультратонко1 пл!вки адсорбованих на ЮЕерхн1 твердого т1ла атомхв (молекул).

7. Розрахонано перер!з рсзс!лння рентгенхЕських прочен1в {а сол!тонах у таких пл!екзх. Показало, що дослхджекнл 1нтексивкост! розс!яння рентген !зсь к их прсмен1в да^ 1н^рм;ц1к

про статичн1 та днна.\пчн1 властизост! сол!тон1в. Проведено узагальнекня даког-i методу' для доапдяення 1кших тип is сол!ток1ь. як! викикажть у низьксроз«1рних системах.

Результати дисертгц1ако1 роботи можуть бути вшсористан1 для постановки та ЮТерпретацП енхперимектальних досл!д:;:ень у галуз1 вивчекнл оптики ультратснкнх пл1вок, а тако;к нел1н1аних' утворень типу сол1тон1в методом резс1яння рентген1вських промен1в.

I.

Л1ТЕРАТУРА

1. Физика тонких пленок: Современное состояние исследований и технические применения / Под общ. рад. Г.Хасса и др. ÏÎ.I-8, Ы.: Мир.г 1967-1978."

2. Борн М., Больф Э. Основы оптики. - М.: Наука, 1973.- 720с. .

3. Maradudlr. A.A. and Hills D.I. Scattering and Absorption of Electromagnetic Radiation by ' a Semi-Infinite Medium in thé Presence of Surface Roughness // Phys.Rev.B.- 1975.-V.11, N4.- P.1392-1403.

4. Журавлев А.Ф., Лозовский B.3., Худик Б.И. Поглощение электромагнитного излучения слоем адсорбированных молекул // УФК.- 1992.-Т.37, N3.- C.II5I-II53. ' ' ; " '

5. AgranoYlc'n V.M. and Malshukov A.G. Surface polariton spectra in the resonance with '. the transition layer yibration exist // Opt.comun.- 1974.- V.11, K.2.- P.169-171. , \

6. Хижин Г.H., Москалева M.А., Назин В.Г., Яковлев; БД. Резонанс поверхностного поляритона подложки с продолцшм фононом тонкой пленки фтористого лития // ЕЗТФ.- ! 19771-Т.73, N2,- с.637-691. . , ^ '

7. Люксютов И.Ф., Наумозец А.Г., Покровская Б.Л. Двумерные 'кристаллы.- Киев: Наук.дуыка, 1983.- 219с.

8. Барьяхтар Ир.В.: Лозовский В.3., Худик Б.И. Метод -функций •» Гр;ма в электродинамике ультратощшх йлекок.- Препринт , '¡¡ИТФ-

S7-II7P, Киев: ИТФ АН Украины, ISS7-, 29с. ' V

9. Kàudik E.I., Lozovskii V.Z., and Nasarenko-Baryakhtar, I,<V. Macroscopic electrodynaraicd of ultra-thin films. // . '

phys.stat.sol. (b).-1539. -7.153, HI. -p. 167-177.

Ю. ."уравл-з A.C., Лрзоеский B.3., Наззренко И.В., лудгк Б.И. Электродинамика тонких поверхностных пер^хо^-ах слева. // Поверхность. Физика> химия, механика.- ISSG.- J15.- с.5-12.

[I. Журавлев А.О., Журавлев Б..?., Логовск;гЯ 'В.Б., Наззрекко-Еарьяхтар И.В. Худик Б.И. Частотно-угловые' зависимости спектра отраженного сигнала от кристаллов - с тонкими приповерхностными слоями / В га. " П Бс; сгезд по спектроскопия Киев: Наук.думка, 1988. Тез. докл. 2.2.-с.199.

[2. Гецко О.М., Крюченко С.В., Лозовский В.З., Нззаренко И.В. Электромагнитные волны в слоистой тонкопленочной анизотропной системе /В кн." Взаимодействие электромагнитных волн с полупроводниками и полупроводнино-бо- диэлектрическими структурами 4.2. Труда II Вс. школы-семинара 4-10 сент. 1988 г., 'г.Саратов.

[3. Барьяхтар В.Г., Барьяхтар Ир.В. Рассеяние рентгеновских лучей на солитонзх.-" Препринт ИТФ-Э1-58Р, Киев: ИТФ АН Украины, 1991, 13с.

Барьяхтар В.Г., Барьяхтар Ир.В.. Рассеянна рентгеновских лучей на солитонах // ЖЭТФ.- 1992.- т.102.- выл.3(9).-с.898-906.

:5. Барьяхтар В.Г., Барьяхтар Ир.В. .Теория рассеяния рентгеновских лучей солитонами // УФ?..- 1992.- т.37.- N12.-с.1850-1852.

:б. Baryakhtar Ir.V. Scattering of x rays by solltons. / In Proceedings of "PeH 93", Paris, June 28-July 2, 1993.

.7. Baryakhtar V.G., Eary'akntar Ir.V. Theory of X-Ray scattering by Davyiiov soliton / In Abstracts of EPS 9 Conf, "Trends in Physics", Firenze (Italy), September 14-17, 1993, p.157.

8. Барьяхтар Ир.В., Демзденко Ю.В., Лозовский В.З. Электромагнитные волны в' ■ слоях молекул, адсорбированных на поверхности твердого тела //-УФЯ,- I9S3.- т.38.- N10.-c.I50I-I507.