Микроструктурированные стеклообразные и кристаллические оптические материалы тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.21 ВАК РФ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ПОВОЛОЦКИЙ Алекс

МИКРОСТРУКТУРИРОВАННЫЕ СТЕКЛООБРАЗНЫЕ И КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Специальность: 01,04.21 —лазерная физика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Санкт-Петербург

2006

Работа выполнена на кафедре общей физики I физического факультета Санкт-Петербургского государственного университета.

Научный руководитель доктор химических наук,

профессор Тверьянович Юрий Станиславович

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Петров Аркадий Анатольевич

доктор физико-математических наук, профессор Цэндин Константин Дамдинович

Ведущая организация: Санкт-Петербургский государственный

политехнический университет

2006 г. в ы

Д 212.

Защита диссертации состоится на заседании диссертационного совета Д 212,232.45 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу 199034, г. Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9,

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке им. М. Горького СПбГУ.

Автореферат разослан 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, Iц ^^

доктор физико-математических наук /£• / Ионих Ю.З.

/

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы

Микроструктурированные оптические материалы представляют собой широкий класс оптических диэлектриков и полупроводников, стекол и кристаллов, на основе которых построена элементная база интегральной оптики. Хорошо изучены и широко применяются в интегральной оптике пленарные волноводы, разветвители, источники оптического излучения (пленарные лазеры), усилители, линзы и т.д. Все большую популярность обретают оптические планарные микрочипы, на основе которых создаются датчики изменения давления, селективного обнаружения элементов в атмосфере. Интересным и многообещающим представляется развитие химических и биологических микро-лабораторий на основе планарпых интегральных оптических схем.

В последние годы одпими из наиболее интересных и важных областей знания в области физики, химии, биологии и медицины являются нанотехнологии, открывающие принципиально новые возможности применения известных и, казалось бы, уже давно хорошо изученных веществ. Связующим звеном, объединяющим макромир и иапочастицы, выступают микроструктурированные материалы, в которые и осуществляется интеграция наноразмерных источников оптического излучения, нано-детекторов, нано-с енсоров.

Микроструктурированные материалы широко используются в современной науке и технике. Поэтому актуальными задачами на сегодняшний день являются как разработка новых видов оптических стекол и кристаллов, так и разработка и усовершенствование методов создания и новых, и достаточно хорошо изученных микроструктурированных материалов. Среди различных типов микроструктурированпых материалов широкое применение в исследовательских работах получили тонкие пленки. Одним из наиболее привлекательных методов создания тонких пленок

представляется импульсное лазерное осаждение (ИЛО). Метод широко известен и достаточно хорошо изучен, чтобы рекомендовать его для создания сложных многокомпонентных многослойных тонкопленочных структур. Однако, учитывая широкие возможности управления процессом напыления пленок, а так же многообразие оптических материалов, необходим систематический подход к вопросу о создании различных микроструктурированных материалов методом импульсного лазерного осаждения.

Цель и задачи диссертационной работы

Целью настоящей диссертационной работы являлось развитие метода создания многокомпонентных микроструктурированных стеклообразных и кристаллических оптических материалов методом импульсного лазерного осаждения. Исследование оптических свойств полученных стеклообразных и кристаллических пленок.

В соответствии с указанной целью исследования поставлены следующие задачи:

1. Развить метод импульсного лазерного осаждения для создания многокомпонентных стеклообразных тонких пленок,

2. На основе полученного метода создать тонкопленочные структуры системы Оа-Ое-Б и исследовать их оптические свойства,

3. Развить метод импульсного лазерного осаждения для создания многокомпонентных кристаллических тонких пленок.

4. На основе полученного метода создать тонкопленочные структуры на основе кристалла ПМЬОз^е и исследовать их оптические свойства.

Научная новизна

1. В диссертации впервые получены стеклообразные пленки системы Оа-ве-З, химический состав которых идентичен составу мишени,

высокого оптического качества методом импульсного лазерного осаждения.

2, Показано, что при облучении стеклообразных, халькогенидных пленок состава 15(ОагЗз)-85(Ое52) лазерным излучением в атмосфере кислорода происходит их окисление,

3. Впервые продемонстрирована возможность создания многокомпонентных ориентированных поликристалличсских пленок состава ЬПЧЪОзгРе высокого оптического качества методом импульсного лазерного осаждения.

Практическая ценность

В настоящей работе развиты методы создания микроструктурированных стеклообразных и кристаллических материалов импульсным лазерным осаждением. Предложено два типа материалов для оптической записи информации.

Защищаемые положения

1. Усовершенствован метод импульсного лазерного осаждения тонких пленок, что позволило решить проблемы неоднородности потока вещества, получешюго в результате абляции, и формирования микроскопических капель вследствие взрывного характера лазерного испарения.

2. Получены тонкие пленки полупроводникового халькогенидного стекла системы Оа-Ое-З, химический состав которых идентичен составу мишени, методом импульсного лазерного осаждения.

3. Обнаружен эффект модификации структуры и изменения оптических свойств полученных стеклообразных пленок под воздействием лазерного излучения при нормальных атмосферных условиях. Показано, что в результате модификации структуры сульфидная

матрица стекла становится оксидно-сульфидной, показатель преломления уменьшается на 0.3, положение края оптического поглощения смещается в сторону УФ длин волн на 100 нм.

4. Показана возможность использования метода импульсного лазерного осаждения для формирования ориентированных поликристаллических оксидных пленок на основе UNhC^iFe.

Апробация работы

Результаты работы докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях:

- На международной конференции «First International Conference on Laser Optics for Young Scientists» (Санкт-Петербург, Россия, 2000 г,);

- всероссийской конференции «2 всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто-и наноэлектронике» (Санкт-Петербург, Россия, 2000 г.);

- всероссийской конференции «7 Всероссийская научная конференция студентов-физиков» (Санкт-Петербург, Россия, 2001 г.);

- международной конференции «International Conference for Young Scientists and Engineers IQEC/LAT-YS» (Москва, Россия, 2002 г.);

- международной конференции «13 international symposium on non-oxide glasses and new optical glasses» (Пардубице, Чешская Республика, 2002

г.);

- международной конференции «Tulip Graduate School Modern Developments in Spectroscopy» (Нурдвайг, Голландия, 2003 г.);

- международной конференции «2 International Conference on Laser Optics for Young Scientists» (Санкт-Петербург, Россия, 2003 г.);

- международной конференции «Third Russian-French Laser Symposium» (Москва, Россия, 2003 г.);

- международной конференции «The 5th Italian-Russian Laser Symposium» (Санкт-Петербург, Россия, 2003 г.);

- международной конференции «First Russian-French Laser Physics Workshop for Young Science» (Санкт-Петербург, Россия, 2004 г.);

- международной конференции «3d International Symposium on Ultrafast Intense Laser Science» (Палермо, Италия, 2004 г.);

- международной конференции «ICONO/LAT School for Young Scientists» (Санкт-Петербург, Россия, 2005 г.).

По теме диссертации опубликованы 5 статей и 12 тезисов докладов.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов и списка литературы из 140 наименований. Общий объем диссертации 102 страницы машинописного текста, включая 43 рисунка и 9 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы ее цели и задачи, показана научная новизна и практическая ценность полученных результатов, приводятся положения, выносимые на защиту.

В первой главе диссертации отражена актуальность использования микроструктурироватшх материалов в современных научно-технических исследованиях и разработках. Показана необходимость создания новых топкоплеиочных материалов, а так же необходимость развития методов получения таких структур для интегральной оптики, плазмоники, биомедицины и т.п.

Описаны наиболее широко применяемые современные методы создания тонкопленочных структур из различных материалов, кратко представлены их преимущества и недостатки. На основе анализа представленных методов сделан вывод, что для напыления многокомпонентных тонких пленок высокого качества одним из наиболее перспективных является метод импульсного лазерного осаждения.

Показан широкий круг материалов, используемых для создания тонких пленок методом импульсного лазерного осаждения. Кроме того, приведены источники лазерного излучения наиболее часто используемые для лазерной абляции. Приоритет отдается эксимерным лазерам, генерирующим в УФ диапазоне спектра, т.к. излучение этих лазеров эффективно поглощается большинством оптических материалов.

Описаны стеклообразные халькогенидиые и кристаллические тонкие пленки, полученные различными методами. Представлены их оптические свойства, в том числе, фотоипдуцир о ванные изменения, наблюдаемые в пленках халькогенидных стекол (ХГС) различного состава. Описаны возможные механизмы фотоипдуцированных изменений, наблюдаемых в ХГС пленках. Обзор основных экспериментальных работ по созданию ХГС пленок и кристаллических пленок и>1ЪОз показал, что для получения высококачественных оптических пленок конгруэнтного состава на основе ХГС 15(Оа2$з)-85(Ое52) и монокристаллов ЫМЪОз^е необходимо развивать метод импульсного лазерного осаждения.

Вторая глава посвящена описанию экспериментальных установок и методик по созданию тонкопленочных структур методом импульсного лазерного осаждения, а так же методам исследования состава, структуры и оптических свойств полученных пленок. Представлен комплекс по напылению пленок методом импульсного лазерного осаждения, оптимизированный для создания стеклообразных и кристаллических пленок из многокомпонентных мишеней. Блок-схема оптической части комплекса

представлена на Рис. 1. Широкие возможности управления параметрами напыления, такими как давление в вакуумной камере, энергия лазерного импульса, наличие буферного газа, оптический нагрев подложки, возможность использования многокомпонентных составных мишеней, регулировка скорости вращения мишени и подложки позволяют осуществлять контролируемый рост пленок с требуемыми физико-химическими параметрами (толщииа, химический состав, структура, оптические свойства).

Рис. 1. Блок-схема установки по созданию пленок методом ИЛО.

В качестве методик исследования структуры полученных пленок использовались спектроскопия комбинациоиного рассеяния света (КРС) и рентгеновская дифрактометрия. Спектроскопия КРС позволяет исследовать особенности химической структуры как стеклообразных, так и кристаллических материалов. Критерием оценки структуры пленок в этом случае служит степень совпадения фононного спектра пленок со спектром мишени. Кроме того, по ширине линий спектров КРС можно судить о том, является ли пленка аморфной или кристаллической. В кристаллических пленках ширина линии спектра КРС существенно меньше, чем в аморфных материалах. Рентгеновская дифрактометрия является хорошим инструментом для обнаружения кристаллических компонент в составе

Ncl: YAG лгиер

шмсуумиая камера

пленки. Сравнение экспериментальных данных рентгеновской дифрактомстрии и данных картотеки Международного центра дифракционных данных МЦДД (1СОО) позволяет идентифицировать кристаллические фазы полученных пленок.

Для исследования оптических свойств полученных тонкопленочных структур использовались спектроскопия поглощения и отражения, а также метод призмы для измерения показателя преломления. Спектроскопия поглощения и отражения реализована на модернизированном спектральном комплексе на базе монохроматора МДР - 41 и гониометра ГС - 5. Использование гониометра позволяет измерять спектры отражения в широком угловом диапазоне.

Для определения состава стеклообразных пленок использовался скапирующий электронный микроскоп, оснащенный спектрометром энергетической дисперсии.

В третьей главе представлены экспериментальные результаты по созданию тонких стеклообразных пленок состава 15(0а23з)-85(0е32) методом импульсного лазерного осаждения. Результаты исследования полученных пленок показали, что оптимизация комплекса по ИЛО позволила избавиться от дефектов в пленках, связанных с наличием капель и микрочастиц стекла в потоке аблированного вещества. Капли и частицы удалялись из потока за счет вращения мишет*. Показано, что полученные пленки имеют химический состав, идентичный составу мишени (Рис. 2). Наличие в спектре энергетической дисперсии пленки линий, соответствующих элементам 31, Са и К связано с фоновым сигналом от подложки.

Результаты спектроскопии комбинационного рассеяния света показали, что полученные пленки ХГС имеют структуру, идентичную структуре мишени, но характеризуется большим количеством дефектных связей металл-металл.

Рис, 2. Спектры энергетической дисперсии ХГС мишени (а) и пленки (б).

Представлены результаты исследования оптических свойств полученных халькогенидных пленок. Показано, что полученные пленки имеют однородные по всей площади оптические свойства, которые воспроизводятся при одинаковых условиях напыления (Рис. 3).

а) б)

Рис. 3. Спектры поглощения ХГС пленок: а) измеренные в центре и на краю пленки; б) для двух различных пленок, полученных при одинаковых

условиях.

В заключительной части главы представлены результаты исследования ф ото индуцированных изменений в тонких пленках ХГС состава 15(0а23з)-85(ОеБ2) при облучении азотным и аргоновым лазерами при нормальных атмосферных условиях. Выбранные источники лазерного излучения позволили исследовать фотоиндуцированные явления в пленках при разных условиях: 1) энергия фотонов азотного лазера больше ширины запрещенной зоны ХГС стекла; 2) энергия фотонов аргонового лазера - меньше. По результатам исследования структуры ХГС пленок, воздействие излучением и азотного и аргонового лазеров ведет к уменьшению в пленке количества дефектных связей металл-металл с одновременным образованием новых связей Эа-О, Ое-О в области 560 см*1 (Рис. 4). Таким образом, результатом лазерного воздействия является окисление халькогенидных пленок системы

Рис. 4. Спектры КРС халькогеиидных пленок системы Оа<те-3 до и после

Изменение структуры пленок при воздействии лазерным излучением сопровождается уменьшением показателя преломления на величину до 0.3 и сдвигом положения края оптического поглощения в сторону коротких длин волн на величину до 100 нм. Степень изменения оптических параметров определяется дозой лазерного облучения и энергией фотонов лазерного

Оа-Ое-8.

Оа-Ое-Й-О

о, см

облучения лазерным излучением.

излучения. Таким образом, используя механизм фотоиндуцированных изменений структуры при воздействии лазерным излучением можно осуществлять контролируемое изменение оптических свойств ХГС пленок (показатель преломления в пределах 1.6 - 1.9, положение края оптического поглощения 420 нм - 320 нм).

Четвертая глава посвящена описанию экспериментальных результатов по созданию ориентированных поликристаллических пленок 1ЛЧЬОз:Ре методом импульсного лазерного осаждения. Данные рентгеновской дифрактографии показали, что при напылении на стеклообразные подложки пленки не содержат кристаллической фазы. Предположительно это связано с отсутствием затравочных центров кристаллизации, необходимых для роста кристаллических пленок. Таким образом, была показана необходимость использования монокристаллических подложек для создания ориентированных пленок.

2а, град.

Рис. 5. Рентгеновская дифрактограмма пленки системы Гл-ЫЬ-О-Рс, напыленной на Б» (111) подложку при давлении в камере 10"5 мм.рт.ст. а) ИЫЪОз (012), б) 1л№рОз (104), в) ЬЪГЪОз (110), г) КЪ02 (202), д) >ТЬ02 (400),

е) ЬйЧЬОэ (006),

В главе экспериментально доказано, что использование монокристаллической подложки (Б! (111)) позволяет создавать

ориентированные поликристалличекие пленки ниобата лития, легированного железом, методом импульсного лазерного осаждения (Рис, 5). При напылении в условиях высокого вакуума было обнаружено присутствие в пленах поликристаллов р-]ЧЬС>2, что объясняется изменением валентности у части атомов ниобия с V до IV,

Напыление в атмосфере кислорода (10'1 мм.рт.ст.) приводит к формированию пленок, состоящих из кристаллической литий-дефицитной фазы Ь1ЫЪз08, в которой степень окисления ниобия равна V. Получетые поликристалличекие пленки имеют высокую степень однородности по химическому составу, толщине и оптическим свойствам. Результаты подтверждаются данными рентгеновской дифрактографии, спектроскопии комбинационного рассеяния света и спектроскопии отражения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Усовершенствован метод напыления тонкопленочных структур с помощью импульсного лазерного испарения. Метод позволяет создавать однородные по толщине и химическому составу пленки из многокомпонентных мишеней: - с химической структурой идентичной структуре мишени; - с однородными по площади пленки оптическими свойствами; - с оптическими свойствами, близкими к свойствам мишени.

2. Разработана методика получения тонких пленок халькогенидных стекол состава 15(Оа25з) - 85(Ое8г) методом импульсного лазерного осаждения. Полученные пленки характеризуются однородными по площади оптическими свойствами, хорошей адгезией к подложке и высокой степенью воспроизводимости при серийном изготовлении,

3. Исследована химическая структура пленок халькогенидных стекол состава 15(Оаг5з) - 85(Се5г) методами спектроскопии поглощения и

колебательной спектроскопия. Показано, что оптические свойства пленок близки к свойствам мишени.

4. Проведено исследование фотоиндуцированных изменений свойств пленок ХГС при облучении азотным и аргоновым лазерами.

5. Показано, что воздействие лазерного излучения приводит к окислению халькогеиидпых пленок. При этом наблюдается эффект фотопросветления (сдвиг края оптического поглощения в коротковолновую область на величину до 100 нм) и уменьшение показателя преломления (до 14 %).

6. Разработана методика получения ориентированных поликристаллических пленок Ы№Юз:Ре методом импульсного лазерного осаждения. Использование методики позволило создать на основе 1л>ТЬОз;Ре аморфные пленки на стеклообразных подложках и кристаллические пленки на кристаллических подложках.

7. Исследованы оптические свойства пленок ЫКЬОэ:Ре. Показано, что пленки характеризуются однородными по площади оптическими свойствами,

8. На основе анализа даппых рентгеновской дифрактометрии показано, что полученные поликристаллические пленки 1лМЪОз:Ре содержат кристаллическую фазу N1)02. Причиной появления фазы МЬОг в продуктах лазерного распыления ЫМЬОзГРе является изменение степени окисления ниобия в условиях высокого вакуума.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ

1. Povolotskiy A. Research of LiNb03 crystals by Raman scattering // First international conference on laser optics for young scientists, St Petersburg, 2000, p. 48.

Поволоцкий А. Исследование кристаллов ЬШЬОз методом КРС // 1 международная конференция по оптике лазеров для молодых ученых, Санкт-Петербург, 2000, с. 48.

2. Курочкин A.B., Иванова Т.Ю., Маныиина A.A., Поволоцкий A.B. Исследование халькогенидных стекол, активированных редкоземельными ионами, методом комбинационного рассеяния света // 2 всерос. молодежная конф. по физике полупровдннков и полупроводниковой опто- и наноэлектронике, С-Петербург, 2000, с, 99 (личный вклад 85 %),

3. Иванова Т.Ю., Маныиина A.A., Поволоцкий A.B. Исследование халькогенидных стекол методом комбинационного рассеяния света // 7 Всерос. научн, конф. студентов-физиков, С-Петербург, 2001, с. 490-491 (личный вклад 85 %).

4. Ivanova T.Yu., Vorobev D.A., Povolotskiy А.V. Ga-Ge-S glasses and film investigation by the Raman scattering methods // International Conference for Young Scientists and Engineers IQEC/LAT-YS, Moscow, 2002, p. 68. Иванова Т.Ю., Воробьев Д.А., Поволоцкий A.B. Исследование Ga-Ge-S:Er стекол и пленок методом КРС // международная конференция для молодых ученых и инженеров IQEC/LAT-YS, Москва, 2002, с. 68 (личный вклад 85 %).

5. Tverjariovich AS., Grigoriev Ya.G., Degtyarev S.V., Kurochkin A.V., Man'shina A.A., Ivanova T.Yu., Povolotskiy A.V., Tvetyanovich Yu.S. The increasing of the up-conversion luminescence efficiency for chalcogenide glasses // 13 international symposium on non-oxide glasses and new optical glasses, Czech Republic, 2002, p. 585,

Тверъянович A.C., ГригорьевЯ.Г., Дегтярев C.B., Курочкин A.B. Маньшина A.A., Иванова Т.Ю., Поволоцкий A.B., Тверъянович Ю.С. Увеличение эффективности ап-конверсионной люминесценции для халькогенидных стекол // 13 международный симпозиум по неоксидным и новым оптическим стеклам, Чехия, 2002, с. 585 (личный вклад 65 %).

6. Ivanova T.Yu., Manshina A.A., Povolotskiy A.V., Tveryanovich Yu.S. Chalcogenide glasses: multifunctional properties and practical application // The 5th Italian-Russian Laser Symposium, St. Petersburg, 2003, p. 191-194. Иванова Т.Ю., Маньшина A.A., Поволоцкий A.B., Тверъянович Ю.С. Халысогенидные стекла: многофункциональные свойства и практическое

применение // 5 итальянско-российский лазерный симпозиум, Санкт-Петербург, 2003, с. 191-194 (личный вклад 70 %),

7. Иванова Т.Ю., Курочкин А,В., Маныиина А.А., Поволоцкий А.В., Смирнов В.Б., Тверьянович Ю.С. Процессы безызлучательиой передачи энергии в стеклах системы Ga-Ge-S :Ег3+ // Лазерные исследования в Санкт-Петербургском государственном университете, 2-й выпуск, - СПб.: НИИ "Российский центр лазерной физики", 2003 (личный вклад 70 %).

8. Tverjanovich A.S.,Grigoriev Ya.GDegtyarev S. К, Kxtrochkin A. V., Manshina A.A., Ivanovo T.Yu., Povolotskiy A. V., Tveryanovich Yu.S. Up-conversion luminescence efficiency in Er-doped chalcogenide glasses // J, Non-Cryst. Solids, 326&327, 2003, p. 311-315.

Тверьянович A.C., Григорьев Я.Г., Дегтярев C.B., Курочкин А.В. Маныиина А.А., Иванова Т.Ю., Поволоцкий А.В., Тверьянович Ю.С. Эффективность ап-коиверсионной люминесценции в халькогепидных стеклах, активированных эрбием // журнал J. Non-Cryst. Solids, том 326&327, 2003, с. 311-315 (личный вклад 65 %),

9. Povolotskiy А. V. Investigation of the chalcogenide glass and film structure // Tulip Graduate School Modern Developments in Spectroscopy, Netherlands, 2003, p. 57.

Поволоцкий А.В. Исследование структуры халькогепидных пленок и стекол // сборник тезисов школы современных исследований в спектроскопии, Нидерланды, 2003, с, 57, \0.Sokolova О.A., Borisov E.N., Ivanova T.Yu., Povolotskiy А, V., Tverjanovich A.S. Pulsed laser deposition of erbium-doped Ga-Ge-S chalcogenide thin films // 2 International Conference on Laser Optics for Young Scientists, St. Petersburg, 2003, p. 126.

Соколова O.A.t Борисов E.IL, Иванова Т.Ю., Поволоцкий А,В., Тверьянович A.C. Импольсное лазерное осаждение Ga-Ge-S халькогепидных тонких пленок, активированных эрбием // 2 международная конференция по оптике лазеров для молодых ученых, Санкт-Петербург, 2000, с. 48. (личный вклад 80 %). 11 .Borisov E.N., Ivanova T.Yu., Tverjanovich A.S., Manshina A.A., Povolotskiy A. V. Integrated optical elements: laser deposition, photobleaching and photoconductivity // Third Russian-French Laser Symposium, Moscow, 2003, Борисов E.H.t Иванова Т.Ю., Тверьянович A.C., Маныиина A.A., Поволоцкий А.В. Интегральные оптические элементы: лазерное напыление, фотопросветленис и фотопроводимость // 3 российско-французский лазерный симпозиум, Москва, 2003 (личный вклад 80 %).

12.Povolotskiy А. V., Borisov E.N., Grigoriev Ya.G., Man'shtna A.A. Chalcogenidc thin films: UV laser deposition and photobleaching // First Russian-French Laser Physics Workshop for Young Science, St. Petersburg, 2004, p. 35. Поволоцкий A.B., Борисов E.H., Григорьев Я.Г., Манъшина А.А. Халькогенидные тонкие пленки: УФ лазерное наныление и фотопросветление // 1 российско-французский семинар по лазерной физике для молодых ученых, Санкт-Петербург, 2004, с. 35 (личный вклад 80 %).

13.Povolotskiy А. V., Ivanova T.Yu.t Man'shina А.А. Integrated optical elements: laser deposition and photobleaching // 3d International Symposium on Ultrafast Intense Laser Science, Palermo, Italy, 2004.

Поволоцкий A.B., Иванова Т.Ю., Манъшина А.А. Интегральные оптические элементы: лазерное напыление и фотопросветление // 3 международный симпозиум по ультрабыстрым интенсивным лазерным исследованиям, Палермо, Италия, 2004 (личный вклад 80 %). 14 .Ivanova T.Yu., Povolotskiy А. V, ManshinaA.A. Cross-relaxation processes and structural modifications in Ga-Ge-S :Er3+// J. of Non-Cryst. Solids, 351, 2005, p. 1403-1409

Иванова Т.Ю., Поволоцкий A.B.t Манъшина А.А, Процессы кросс-релаксации и структурная модификация стекол Ga-Ge-S :Ег3+// журнал J. of Non-Cryst. Solids, том 351, 2005, с. 1403-1409 (личный вклад 65 %). 15.Иванова Т. ЮКурочкин А. В., Манъшина А.А., Поволоцкий А.В., Тверъянович Ю. С. Полупроводниковые свойства халькогенидной системы Ga-Ge-S-Se:Er3+ // Лазерные исследования в Санкт-Петербургском государственном университете. 3-й выпуск. - СПб.: НИИ "Российский центр лазерной физики", 2005, с. 213-221 (личный вклад 80 %). \6.Povolotskiy A.V., Borisov E.N., Ivanova T.Yu.t and Manshina A.A. Photoinduced phenomena in thin films of chalcogenide system Ga-Ge-S: a role of oxidation // Laser Phys. Lett. 1-5 (2005) / DOI 10.1002/lapl.200510083. Поволоцкий А. В.,Борисов EM., Иванова Т.Ю., Манъшина А.А. Фотоиндуцированные явления в тонких пленках халькогенидных стекол Ga-Ge-S: роль окисления // Письма в журнал Лазерная физика 1-5 (2005) / DOI 10.1002/Iapl.200510083 (личный вклад 80 %). 17.Povolotskiy A.t Shimko A., Ferrante G., Manshina A. Laser writing of 2D and 3D structures in chalcogenide glassy materials // International conference ICONO/LAT, St. Petersburg, 2005.

Поволоцкий A.t Шимко А., Ферранте Г., Манъшина А. Лазерная запись 2D и 3D структур в халькогенидных стеклах // международная конференция ICONO/LAT, Санкт-Петербург, 2005 (личный вклад 60 %).

Отпечатано копировально-множительным участком отдела обслуживания учебного процесса физического факультета СПбГУ.

Приказ № 571/1 от 14.05.03. Подписано в печать 18.10.06 с оригинал-макета заказчика. Ф-т 30x42/4, Усл. печ. л.1. Тираж 100 экз., Заказ № 438/с 198504, СПб, Ст. Петергоф, ул. Ульяновская, д. 3, тел. 428-43-00.

Введение

1 Микроструктурированные материалы

1.1 Микроструктурированные материалы в современной науке и технике.

1.2 Методы создания тонких пленок.

1.3 Импульсное лазерное осаждение тонких пленок.

1.3.1 Материалы для получения пленок методом ИЛО

1.3.2 Лазерные источники для ИЛО.

1.4 Халькогенидные стеклообразные тонкие пленки.

1.5 Фотоиндуцированные изменения в тонкопленочных структурах ХГС.

1.6 Кристаллические пленки LiNbOs.

1.7 Выводы.

2 Экспериментальные установки

2.1 Экспериментальная установка по импульсному лазерному осаждению

2.1.1 Оптическая схема установки по импульсному лазерному осаждению.

2.1.2 Вакуумная схема установки по импульсному лазерному осаждению

2.2 Методы и оборудование по исследованию структуры.

2.2.1 Комбинационное рассеяние света.

2.2.2 Рентгеновская дифрактометрия

2.3 Методы и оборудование по исследованию оптических свойств

2.3.1 Спектроскопия поглощения и отражения.

2.3.2 Измерение показателя преломления.

2.4 Выводы.

3 Импульсное лазерное осаждение стеклообразных пленок

3.1 Исследование свойств мишени состава 15(Ga2Ss) - 85(GeS2) для импульсного лазерного осаждения.

3.2 Импульсное лазерное осаждение стеклообразных халькоге-нидных пленок.

3.2.1 Образование дефектов в пленках при импульсном лазерном осаждении.

3.2.2 Исследование структуры халькогенидных стеклообразных пленок.

3.2.3 Оптические свойства халькогенидных пленок.

3.2.4 Фотоиндуцированные изменения в пленках ХГС

3.3 Выводы.

4 Импульсное лазерное осаждение кристаллических пленок

4.1 Исследование свойств мишени состава ЫЫЬОз для импульсного лазерного осаждения.

4.2 Импульсное лазерное осаждение LiNbC^Fe тонких пленок

4.2.1 Напыление на аморфную Si02 подложку.

4.2.2 Напыление на Si (111) подложку.

4.3 Выводы.

Объект исследования и актуальность темы. Микроструктурированные оптические материалы представляют собой широкий класс оптических диэлектриков и полупроводников, стекол и кристаллов, на основе которых построена элементная база интегральной оптики. Хорошо изучены и широко применяются в интегральной оптике планарные волноводы, развет-вители, источники оптического излучения (планарные лазеры), усилители, линзы и т.д. Все большую популярность обретают оптические планарные микрочипы, на основе которых создаются датчики изменения давления, селективного обнаружения элементов в атмосфере. Интересным и многообещающим представляется развитие химических и биологических микролабораторий на основе планарных интегральных оптических схем.

В последние годы одними из наиболее интересных и важных областей знания в области физики, химии, биологии и медицины являются нано-технологии, открывающие принципиально новые возможности применения известных и, казалось бы, уже давно хорошо изученных веществ. Связующим звеном, объединяющим макромир и наночастицы, выступают микроструктурированные материалы, в которые и осуществляется интеграция наноразмерных источников оптического излучения, нано-детекторов, нано-сенсоров.

Микроструктурированные материалы широко используются в современной науке и технике. Поэтому актуальными задачами на сегодняшний день являются как разработка новых видов оптических стекол и кристаллов, так и разработка и усовершенствование методов создания и новых, и достаточно хорошо изученных микроструктурированных материалов. Одним из наиболее привлекательных методов создания тонких пленок представляется импульсное лазерное осаждение (ИЛО). Метод широко известен и достаточно хорошо изучен, чтобы рекомендовать его для создания сложных многокомпонентных многослойных тонко пленочных структур. Однако, учитывая широкие возможности управления процессом напыления пленок, а так же многообразие оптических материалов, необходим систематический подход к вопросу о создании различных микроструктурированных материалов методом импульсного лазерного осаждения.

В связи с вышеизложенным, целью диссертационной работы является развитие метода создания многокомпонентных микроструктурированных стеклообразных и кристаллических оптических материалов методом импульсного лазерного осаждения. Исследование оптических свойств полученных стеклообразных и кристаллических пленок.

В соответствии с целью исследования были поставлены следующие конкретные задачи:

I] Развить метод импульсного лазерного осаждения для создания многокомпонентных стеклообразных тонких пленок;

II] На основе полученного метода создать тонкопленочные структуры системы Ga-Ge-S и исследовать их оптические свойства;

III] Развить метод импульсного лазерного осаждения для создания многокомпонентных кристаллических тонких пленок;

IV] На основе полученного метода создать тонкопленочные структуры кристалла LiNbOs:Fe и исследовать их оптические свойства.

Научная новизна:

I] В диссертации впервые получены стеклообразные пленки 15(Ga2Ss)-85(GeS2), химический состав которых идентичен составу мишени, высокого оптического качества методом импульсного лазерного осаждения.

II] Показано, что при облучении стеклообразных халькогенидных пленок состава 15(Ga2Ss)-85(GeS2) лазерным излучением в атмосфере кислорода происходит их окисление.

III] Продемонстрирована возможность создания многокомпонентных ориентированных поликристаллических пленок состава LiNb03):Fe высокого оптического качества методом импульсного лазерного осаждения.

Научная и практическая ценность. В настоящей работе развиты методы создания микроструктурированных стеклообразных и кристаллических материалов импульсным лазерным осаждением. Предложено два типа материалов для оптической записи информации. Положения, выносимые на защиту:

I] Усовершенствован метод импульсного лазерного осаждения тонких пленок, что позволило решить проблемы неоднородности потока вещества, полученного в результате абляции, и формирования микроскопических капель вследствие взрывного характера лазерного испарения.

II] Получены тонкие пленки полупроводникового халькогенидного стекла системы Ga-Ge-S, химический состав которых идентичен составу мишени, методом импульсного лазерного осаждения.

III] Обнаружен эффект модификации структуры и изменения оптических свойств полученных стеклообразных пленок под воздействием лазерного излучения при нормальных атмосферных условиях. Показано, что в результате модификации структуры сульфидная матрица стекла становится оксидно-сульфидной, показатель преломления уменьшается на 0.3, положение края оптического поглощения смещается в сторону УФ длин волн на 100 нм.

IV] Показана возможность использования метода импульсного лазерного осаждения для формирования ориентированных поликристаллических оксидных пленок на основе LiNbOs.'Fe.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

I] На международной конференции "First International Conference on Laser Optics for Young Scientists" (Санкт-Петербург, Россия, 2000 г.);

II] На всероссийской конференции "2 всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и на-ноэлектронике" (Санкт-Петербург, Россия, 2000 г.);

III] На всероссийской конференции "7 Всероссийская научная конференция студентов-физиков" (Санкт-Петербург, Россия, 2001 г.);

IV] На международной конференции "International Conference for Young Scientists and Engineers IQEC/LAT-YS" (Москва, Россия, 2002 г.);

V] На международной конференции "13 international symposium on non-oxide glasses and new optical glasses" (Пардубице, Чешская Республика, 2002 г.);

VI] На международной конференции "Tulip Graduate School Modern Developments in Spectroscopy" (Нурдвайг, Голландия, 2003 г.);

VII] На международной конференции "2 International Conference on Laser Optics for Young Scientists" (Санкт-Петербург, Россия, 2003 г.);

VIII] На международной конференции "Third Russian-French Laser Symposium" (Москва, Россия, 2003 г.);

IX] На международной конференции "The 5th Italian-Russian Laser Symposium" (Санкт-Петербург, Россия, 2003 г.);

X] На международной конференции "First Russian-French Laser Physics Workshop for Young Science" (Санкт-Петербург, Россия, 2004 г.);

XI] На международной конференции "3d International Symposium on Ultrafast Intense Laser Science" (Палермо, Италия, 2004 г.);

XII] На международной конференции "ICONO/LAT School for Young Scientists" (Санкт-Петербург, Россия, 2005 г.);

По теме диссертации опубликованы 5 статей и 12 тезисов докладов.

Список основных публикаций приведен в конце диссертации.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов и списка литературы. В первой главе диссертации описывается современные тенденции в использовании микроструктурированных материалов и обсуждаются методы их изготовления. На основе литературных данных систематизированы методики создания тонкопленочных структур. Показана перспективность использования метода импульсного лазерного осаждения для формирования тонкопленочных материалов. Вторая глава посвящена описанию методов и экспериментальных установок для создания и исследования тонкопленочных структур.

Основные результаты и выводы

I] Усовершенствован метод напыления тонкопленочных структур с помощью импульсного лазерного испарения. Метод позволяет создавать однородные по толщине и химическому составу пленки из многокомпонентных мишеней: - с химической структурой идентичной структуре мишени; - с однородными по площади пленки оптическими свойствами; - с оптическими свойствами, близкими к свойствам мишени.

II] Разработана методика получения тонких пленок халькогенидных стекол состава 15(Ga2S3) - 85(GeS2) методом импульсного лазерного осаждения. Полученные пленки характеризуются однородными по площади оптическими свойствами, хорошей адгезией к подложке и высокой степенью воспроизводимости при серийном изготовлении.

III] Исследованы оптические свойства и химическая структура пленок халькогенидных стекол состава 15(Ga2S3) - 85(GeS2) методами спектроскопии поглощения и колебательной спектроскопии. Показатель преломления полученных пленок определялся методом призмы. Показано, что оптические свойства пленок близки к свойствам мишени.

IV] Проведено исследование фотоиндуцированных изменений свойств пленок ХГС при облучении азотным и аргоновым лазерами.

V] Показано, что воздействие лазерного излучения приводит к окислению халькогенидных пленок. При этом наблюдается эффект фотопросветления (сдвиг края оптического поглощения в коротковолновую область на величину до 100 нм) и уменьшение показателя преломления (до 14 %).

VI] Разработана методика получения ориентированных поликристаллических пленок LiNb03:Fe методом импульсного лазерного осаждения. Использование методики позволило создать на основе LiNbC>3:Fe аморфные пленки на стеклообразных подложках и кристаллические пленки на кристаллических подложках.

VII] Исследованы оптические свойства пленок LiNbC^Fe. Показано, что пленки характеризуются однородными по площади оптическими свойствами.

VIII] На основе анализа данных рентгеновской дифрактометрии показано, что полученные поликристаллические пленки LiNb03:Fe содержат кристаллическую фазу Nb02- Причиной появления фазы NbC>2 в продуктах лазерного распыления LiNbC>3:Fe является изменение степени окисления ниобия в условиях высокого вакуума.

Автор выражает благодарность основателю института "Российский центр лазерной физики" Смирнову Валерию Борисовичу, под влиянием которого сформировался интерес автора к лазерной физике; научному руководителю доктору химических наук, профессору Тве-рьяновичу Юрию Станиславовичу; коллегам по работе Борисову Е.Н., Курочкину А.В., Маныниной А.А., Ивановой Т.Ю., Иванову Д.А.; сотрудникам кафедры общей физики I СПбГУ; сотрудникам химического факультета СПбГУ Тверьяновичу А.С., Григорьеву Я.Г. за предоставление образцов для исследования; сотрудникам кафедры кристаллографии геологического факультета СПбГУ Грунскому О.С., Денисову А.В., Трофимову В.В. за помощь в проведении кристаллографических исследований и интерпретации результатов; руководителям и сотрудникам лабораторий, где проводились совместные исследования - Бивона С. (департамент физики и технологий университета Палермо, Италия), Челино В., Фазио Б. (институт физико-химических процессов, Мессина, Италия).

Работы с участием автора

Al. Ivanova T.Yu., Povolotskiy A.V, Manshina A.A. Crosss-relaxation processes and structural modifications in Ga-Ge-S:Er3+// Journal of Non-Cryst. Solids, 351, 2005, p. 1403-1409.

A2. Курочкин А.В., Иванова Т.Ю., Манынина A.A., Поволоцкий А.В. Исследование халькогенидных стекол, активированных редкоземельными ионами, методом комбинационного рассеяния света //2 всерос. молодежная конф. по физике полупровдников и полупроводниковой опто- и нано-электронике, С-Петербург, 2000, с. 99.

A3. Иванова Т.Ю., Манынина А.А., Поволоцкий А.В. Исследование халькогенидных стекол методом комбинационного рассеяния света //7 Всерос. научн. конф. студентов-физиков, С-Петербург, 2001, с. 490-491.

А4. Ivanova T.Yu., Vorobev D.A., Povolotskiy A.V. Ga-Ge-S:Er3+ glasses and film investigation by the Raman scattering methods // International Conference for Young Scientists and Engineers IQEC/LAT-YS, Moscow, 2002, p. 68.

A5. Ivanova T.Yu., Manshina A.A., Povolotskiy A.V., Tveryanovich Yu.S. Chalcogenide glasses: multifunctional properties and practical application // The 5th Italian-Russian Laser Symposium, St. Petersburg, 2003, p. 191-194.

A6. Иванова Т.Ю., Курочкин А.В., Маньшина A.A., Поволоцкий А.В., Смирнов В.В., Тверьянович Ю.С. Процессы безызлучательной передачи энергии в стеклах системы Ga-Ge-S:Er3+ // Лазерные исследования в

Санкт-Петербургском государственном университете. 2-й выпуск. - СПб.: НИИ "Российский центр лазерной физики 2003.

А7. Tverjanovich A.,Grigoriev Ya.G., Degtyarev S.V., Kurochkin A.V., Manshina A.A., Ivanova T.Yu., Povolotskiy A.V., Tveryanovich Yu.S. Up-conversion luminescence efficiency in Er-doped chalcogenide glasses // Journal of Non-Cryst. Solids, 326&327, 2003, p. 311-315.

A8. Иванова Т. Ю., Курочкин А. В., Манынина А.А., Поволоцкий А.В., Тверьянович Ю.С. Полупроводниковые свойства халькогенидной системы Ga-Ge-S-Se:Er3+ // Лазерные исследования в Санкт-Петербургском государственном университете. 3-й выпуск. - СПб.: НИИ "Российский центр лазерной физики 2005, с. 213-221.

А9. Tverjanovich A., Grigoriev Ya.G., Degtyarev S.V., Kurochkin A.V., Man'shina A.A., Ivanova T.Yu., Povolotskiy A.V., Tveryanovich Yu.S. The increasing of the up-conversion luminescence efficiency for chalcogenide glasses //13 international symposium on non-oxide glasses and new optical glasses, Czech Republic, 2002, p. 585.

A10. Povolotskiy A.V. Investigation of the chalcogenide glass and film structure // Tulip Graduate School Modern Developments in Spectroscopy, Netherlands, 2003, p.57.

All. Sokolova O.A., Borisov E.N., Ivanova T.Yu., Povolotskiy A.V., Tverjanovich A.S. Pulsed laser deposition of erbium-doped Ga-Ge-S chalcogenide thin films //2 International Conference on Laser Optics for Young Scientists, St. Petersburg, 2003, p. 126.

A12. Borisov E.N., Ivanova T.Yu., Tverjanovich A.S., Manshina A.A., Povolotskiy A.V. Integrated optical elements: laser deposition, photobleaching and photoconductivity // Third Russian-French Laser Symposium, Moscow,

2003.

A13. Povolotskiy A.V., Borisov E.N., Ivanova T.Yu., and Manshina A.A. Photoinduced phenomena in thin films of chalcogenide system Ga-Ge-S: a role of oxidation // Laser Phys. Lett. 1-5 (2005) / DOI 10.1002/lapl.200510083.

A14. Povolotskiy A.V., Borisov E.N., Grigoriev Ya.G., Man'shina A.A. Chalcogenide thin films: UV laser deposition and photobleaching // First Russian-French Laser Physics Workshop for Young Science, St. Petersburg,

2004, p. 35.

A15. Povolotskiy A.V., Ivanova T.Yu., Man'shina A.A. Integrated optical elements: laser deposition and photobleaching //3d International Symposium on Ultrafast Intense Laser Science, Palermo, Italy, 2004.

A16. Povolotskiy A., Shimko A., Ferrante G., Manshina A. Laser writing of 2D and 3D structures in chalcogenide glassy materials // International conference ICONO/LAT, St. Petersburg, 2005.

A17. Povolotskiy A. Research of LiNbOs crystals by Raman scattering //First international conference on laser optics for young scientists, St. Petersburg, 2000, p.48.

1. N. М. Jokerst, М. A. Brooke, S.-Y. Cho et al. // Optics & Photonics News. - 2003. - Vol. 14, no. 2. - Pp. 26-31.

2. R. Zia, J. A. Schuller, A. Chandran, M. L. Brongersma // Materials Today. 2006. - Vol. 9, no. 7-8. - Pp. 20-27.

3. Li L. // Optics & Photonics News. 2003. - Vol. 14, no. 9. - Pp. 24-30.

4. J. Sheuer, G. T. Paloczi, J. K. S. Poon, A. Yariv // Optics & Photonics News. 2005. - Vol. 16, no. 2. - Pp. 36-40.

5. Mork J., Nielsen M. L., Berg T. W. // Optics & Photonics News.— 2003. Vol. 14, no. 7. - Pp. 42-48.

6. Melloni A., Morichetti F., Martinelli M. // Optics & Photonics News. — 2003,- Vol. 14, no. 11.- Pp. 44-48.

7. Okayama H. // Optics & Photonics News. 2003,- Vol. 14, no. 12.— P. 29.

8. Oikawa M. // Optics & Photonics News.- 2003.- Vol. 14, no. 9,-Pp. 38-41.

9. Shah J. // Optics & Photonics News. 2003. - Vol. 14, no. 4. - Pp. 4247.

10. Peyghambarian N., Norwood R. A. // Optics & Photonics News.— 2005. Vol. 16, no. 2. - Pp. 30-35.

11. Samuel I. D. W., Turnbull G. A. // Materials Today. 2004. - September. - Pp. 28-35.

12. C. Reese, M. Roberts, M. Ling, Z. Bao // Materials Today. 2004,-September. - Pp. 20-27.

13. Reed G. Т., Png С. E. // Materials Today. 2005. - January. - Pp. 4050.

14. Carey J. E., Crouch С. H., Mazur E. // Optics & Photonics News.— 2003. Vol. 14, no. 2. - Pp. 32-36.

15. Farg E.-S. M. // Opt. & Laser Tech. 2006. - Vol. 38. - Pp. 14-18.

16. V. Vassilev, C. Popov, S. Boycheva et al. // Materials Lett — 2004. — Vol. 58. Pp. 3802-3806.

17. E. Marquez, T. Wagner, J. M. Gonzalez-Leal et al. //J. Non-Cryst. Solids. 2000. - Vol. 274. - Pp. 62-68.

18. H. Yang, X.-j. Zhang, Z. Jiang et al. // Thin Solid Films. 2006. - Vol. 514. - Pp. 344-349.

19. Batzill M., Burst J. M., Diebold U. // Thin Solid Films.- 2005.- Vol. 484. Pp. 132-139.

20. Lee S., Dobrowolska M., Furdyna J. // J. Crystal Growth. — 2006. — Vol. 292.-Pp. 311-314.

21. J. Son, Y. Yuen, S. S. Orlov et al. 11 J. Crystal Growth. 2005. - Vol. 280.-Pp. 135-144.

22. D. Callejo, S. Manotas, M. D. Serrano et al. // J. Crystal Growth.— 2001. Vol. 226. - Pp. 488-492.

23. M. Li, A. Kursumovic, X. Qi, J. L. MacManus-Driscoll // J. Crystal Growth. 2006. - Vol. 293. - Pp. 128-135.

24. Poti В., Tagliente M. A., Passaseo A. // J. Non-Cryst. Solids. 2006. -Vol. 352. - Pp. 2332-2334.

25. X. Wang, T. Yang, G. Du et al. // J. Crystal Growth.- 2005,- Vol. 285.-Pp. 521-526.

26. E. Chikoidze, Y. Dumont, F. Jomard et al. // Materials Research Bulletin. 2006. - Vol. 41. - Pp. 1038-1044.

27. Sirghi L., Hatanaka Y., Aoki T. // Appl. Surf. Science. — 2005.— Vol. 244.-Pp. 408-411.

28. K. A. Abdullin, A. B. Aimagambetov, N. B. Beisenkhanov et al. // Materials Science and Engineering B. — 2004. — Vol. 109. — Pp. 241-244.

29. S. Venkataraj, H. Kittur, R. Drese, M. Wuttig // Thin Solid Films.— 2006. Vol. 514. - Pp. 1-9.

30. С. А. Кулинич, Т. Yamaki, H. Miyazoe и др. // Физика твердого тела. 2006. - Т. 48. - С. 658-665.

31. Yamamoto Н., Kulinich S. A., Terashima К. // Thin Solid Films.— 2001.-Vol. 390.-Pp. 1-6.

32. W. M. M. Kessels, I. J. Houston, K. Nadir, M. С. M. van de Sanden // J. Non-Cryst. Solids. 2006. - Vol. 325. - Pp. 915-918.

33. S. Kulinich, J. Shibata, H. Yamamoto et al. // Appl. Surf. Sci. — 2001. — Vol. 182. Pp. 150-158.

34. T. Majima, H. Yamamoto, S. Kulinich, K. Terashima //J. Cryst. Growth. 2000. - Vol. 220. - Pp. 336-340.

35. Gonzalo J., Afonso C. N., Ballesteros J. M. // Appl. Surf. Science.— 1997. Vol. 109-110. - P. 473-477.

36. J. A. Chaos, A. Perea, J. Gonzalo et al. // Appl. Surf Science. — 2000. — Vol. 154-155. Pp. 915-918.

37. Ballesteros J. M., Afonso C. N., Perriere J. // Appl. Surf Science.— 1997. Vol. 109-110. - P. 322-326.

38. R. del Coso, A. Perea, R. Serna et al. // Appl. Phys. A.— 1999. — Vol. 69. Pp. 553-556.

39. A. Perea, J. Gonzalo, C. N. Afonso et al. // Appl. Surf. Science. — 1999. — Vol. 138-139. P. 533-537.

40. X. Wang, Z. Ye, G. Wu et al. // Materials Letters. 2005. - Vol. 59. -Pp. 2994-2997.

41. A. Heinrich, A. L. Horner, A. Wixforth, B. Stritzker // Thin Solid Films. 2006. - Vol. 510. - Pp. 77-81.

42. Jackson T. J., Palmer S. B. // Physica D. 1994. - Vol. 27. - Pp. 15811594.

43. Sun X. W., Kwok H. S. // J. Appl. Phys. 1999. - Vol. 86. - Pp. 408411.

44. B. Major, R. Ebner, P. Zieba, W. Wolczynski // Appl. Phys. A. 1999. -Vol. 69. - Pp. S921-S924.

45. H. Kim, J. S. Horwitz, G. P. Kushto et al. // Appl. Phys. Lett. 2001. -Vol. 79. - Pp. 284-286.

46. Z. M. Ren, Y. F. Lu, H. Q. Ni et al. // J. Phys. Lett. 2000. - Vol. 88. -Pp. 7346-7350.

47. R. D. Vispute, R. Enck, A. Patel et al. // Materials Science Forum. — 2000. Vol. 338. - Pp. 1503-1506.

48. M. B. Guseva, V. G. Babaev, V. S. Guden et al. // Diamond and Related Materials. 2001. - Vol. 10. - Pp. 1385-1389.

49. T. Szorenyi, F. Antoni, E. Fogarassy, I. Bertoti // Appl. Surf. Science. — 2000. Vol. 168. - Pp. 248-250.

50. M. Yoshimoto, K. Yoshida, H. Maruta et al. // Nature. 1999.- Vol. 399. - Pp. 340-342.

51. F. Kokai, K. Takahashi, M. Yudasaka, S. Ijima // J. of Phys. Chem. В.— 1999. Vol. 103. - Pp. 8686-8693.

52. Radhakrishnan G., Adams P.M. Ц Appl Phys. A. 1999. - Vol. 69. -Pp. S33-S38.

53. Andreic Z., Aschke L., Kunze H. J. // Appl. Surf. Science. — 2000. — Vol. 153. Pp. 235-239.

54. Y. G. Mourzina, M. J. Schoning, J. Schubert et al. // Analytica Chimica Acta. 2001. - Vol. 433. - Pp. 103-110.

55. M. Weinelt, S. Schwarz, H. Baier et al. // Phys. Rev. B. 2001. - Vol. 63, no. 20. - P. 5413.

56. Rubahn H. G. in Laser Applications in Surface Science and Technology. — John Wiley and Sons, England, 1999.

57. Тарасенков В. Ф., Яковленко С. И. // Квантовая Электроника.— 1997. Т. 24, № 12. - С. 1145-1153.

58. Kik P. Energy transfer in erbium doped optical waveguides based on silicon. — Universiteit Utrecht, 2000. — Ph.D. thesis.

59. Тверьянович Ю. С. // Петербургский журнал электроники. — 1993. № 6. - С. 66-72.

60. Татка К. // Физ. и Техн. Полупр. 1998. - Т. 32, № 8. - С. 964-969.

61. Hamanaka Н., Тапака К., Isima S. // Sold State Commun. — 1977.— Vol. 23. Pp. 63-65.

62. Hasakuni H., Тапака K. // Opt. Lett. 1995. - Vol. 20. - Pp. 958-960.

63. M. Vlcek, C. Raptis, T. Wagner et al. // J. Non.-Cryst. Solids. 1995. -Vol. 192 & 193. - Pp. 669-673.

64. Shimakawa K., Kolobov A., Elliott S. R. // Adv. Phys.- 1995.-Vol. 44. Pp. 475-588.

65. Zallen R. The Physics of Amorphous Solids. — N.Y.: John Wiley&Sons, 1983.

66. К. Shimakawa, N. Yoshido, A. Ganjoo et al. // Philos. Mag. Lett.— 1998. Vol. 77. - Pp. 153-158.

67. P. Nemec, J. Jedelsky, M. Frumar, M. Munzar et al. //J. Non-Cryst. Solids. 2003. - Vol. 326 к 327. - Pp. 53-57.

68. Ston R., Vlcek M., Jain H. // J. Non-Cryst. Solids.- 2003,- Vol. 326 к 327. Pp. 220-225.

69. I. Noiret, J. Lefebvre, J. Schamps et al. //J. Phys.: Condens. Matter.— 2000. Vol. 12. - P. 2305-2316.

70. Ниобат лития / H. Сидоров, Т. Волк, Б. Маврин, В. Калинников.— Наука, 2003.

71. Lee S., Feigelson R. // J. Cryst. Growth. 1998. - Vol. 186. - Pp. 594606.

72. Bornand V., Gautier В., Pa-pet P. // Mater. Chem. Phys.- 2004. — Vol. 86. Pp. 340-346.

73. M. Ishihara, T. Nakamura, F. Kokai, Y. Koga // Diamond Relat. Mater. —2002,-Vol. 11.-Pp. 408-412.

74. Bornand V., Papet P. // Mater. Chem. Phys.- 2005.- Vol. 92.-Pp. 424-430.

75. Bornand V., Huet /., Papet P. // Mater. Chem. Phys.- 2002. — Vol. 77. Pp. 571-577.

76. M. Ishihara, T. Nakamura, F. Kokai, Y. Koga // Diamond Relat. Mater. —2003.-Vol. 12.-Pp. 1809-1813.

77. D. Lim, В. Jang, S. Moon et al. // Solid-State Electron.- 2001.— Vol. 45.-Pp. 1159-1163.

78. X. Wen, X. Jiang, L. Han, Y. Tan // Vacuum.- 2004,- Vol. 75.-Pp. 99-104.

79. D. Callejo, S. Manotas, M. Serrano et al. // J. Cryst. Growth. — 2001.— Vol. 226. Pp. 488-492.

80. Kim R.-H., Park H.-H., G.-T. J. // Appl. Surf. Sci. 2001. - Vol. 169170. - Pp. 564-569.

81. M. Takahashi, K. Yamauchi, T. Yagi et al. // Thin Solid Films. 2004. -Vol. 458.-Pp. 108-113.

82. Schwartz R., Schneller Т., Waser R. // C. R. Chimie. 2004. - Vol. 7. -P. 433-461.

83. V. Joshkin, K. Dovidenko, S. Oktyabrsky et al. // J. Cryst. Growth. — 2003. Vol. 259. - Pp. 273-278.

84. V. Bouquet, E. Leite, E. Longo et al. // J. Eur. Ceram. Soc.— 2001. — Vol. 21.-Pp. 1521-1524.

85. S. Hirano, T. Yogo, W. Sakamoto et al. Ц J. Eur. Ceram. Soc. — 2004. — Vol. 24. Pp. 435-440.

86. A. Simoes, A. Gonzalez, A. Ries et al. // Mater. Charact.— 2003. — Vol. 50. Pp. 239-244.

87. A. Simoes, M. Zaghete, B. Stojanovic et al. // Mater. Lett.— 2003.— Vol. 57. Pp. 2333-2339.

88. S. Hirano, Y. Takeichi, W. Sakamoto, T. Yogo Ц J. Cryst. Growth.2002. Vol. 237-239. - Pp. 2091-2097.

89. A. Simoes, M. Zaghete, B. Stojanovic et al. // J. Eur. Ceram. Soc. — 2004. Vol. 24. - Pp. 1607-1613.

90. N. Vasconcelos, J. Vasconcelos, V. Bouquet et al. // Thin Solid Films.—2003. Vol. 436. - Pp. 213-219.

91. Lam H., Dai J., Chan H. // J. Cryst. Growth.- 2004,- Vol. 268,-Pp. 144-148.

92. Lee G., Aiyer H. // Solid State Commun. 2001. - Vol. 118. - Pp. 441444.

93. R. Tomov, T. Kabadjova, P. Atanasov et al. // Vacuum.— 2000.— Vol. 58. Pp. 396-403.

94. A. Boulle, L. Canale, R. Guinebretiere et al. // Thin Solid Films.— 2003. Vol. 429. - Pp. 55-62.

95. Z. Ye, J. He, L. Ye et al. // Mater. Lett. 2002. - Vol. 55. - Pp. 265-268.

96. Lee G., Shin В., Min B. // Mater. Sci. Eng., В. 2002,- Vol. 95.-Pp. 137-140.

97. J. Chaos, A. Perea, J. Gonzalo et al. // Appl. Surf. Sci 2000.- Vol. 154-155. - Pp. 473-477.

98. M. Tagliente, L. De Caro, A. Sacchetti et al. // J. Cryst. Growth.— 2000. Vol. 216. - Pp. 335-342.

99. Hamanaka H., Tanaka К., Isima S. // Solid State Commun. — 1977. — Vol. 23. Pp. 63-65.

100. Galeener F. L., Leadbetter A. Y., Stringfellow M. W. // Phys. Rev. B. — 1983. Vol. 27. - Pp. 1052-1078.

101. Efimov A. M. // J. Non-Cryst. Solids. 1999. - Vol. 253. - Pp. 95-118.

102. Shuker R., Gammon R. W. // Phys. Rev. Lett.- 1970,- Vol. 25.-Pp. 222-225.

103. Kharlamov A. A., Almeida R. M., Heo J. // J. Non-Cryst. Solids.— 1996. Vol. 202. - Pp. 223-240.

104. M. Kruger, M. Soltwisch, I. Petscherizin, D. Quitmann // J. Chem. Phys. 1992. - Vol. 96. - Pp. 7352-7363.

105. Todorov R., Iliev Т., Petkov K. // J. Non-Cryst. Solids.- 2003.- Vol. 326 & 327. Pp. 263-267.

106. J. J. Ruiz-Perez, J. M. Gonzalez-Leal, D. A. Minkov, E. Marquez // J. Phys. D: Appl. Phys. 2001. - Vol. 34. - Pp. 2489-2496.

107. T. Wagner, J. Gutwifth, M. Krbal et al. // J. Non-Cryst. Solids. 2003. -Vol. 326 к 327. - Pp. 238-242.

108. Введение в интегральную оптику / Под ред. М. Барноски. — М.: Мир, 1977.

109. Heo J., Yoon J. М., Ryou S.-Y. // J. Non-Cryst. Solids.- 1998.- Vol. 238.-Pp. 115-123.

110. S. Amoruso, M. Armenante, R. Bruzzese et al. // Appl. Surf. Science.— 2003. Vol. 208-209. - Pp. 39-44.

111. Labazan I., Milosevic S. // Chem. Phys. Lett.- 2002,- Vol. 352.~ Pp. 226-233.

112. Duffour E., Malfreyt P. // Polymer. 2004. - Vol. 45. - Pp. 4565-4575.

113. Анисимов С.И. Лукъянчук Б. С. // Успехи физических наук.— 2002. Т. 172, № 3. - С. 301-333.

114. Волоконно оптические линии связи / Под ред. С. В. Свечникова, JI. М. Андрушко. — Киев: Техника, 1988.

115. Oeffner R. D., Elliott S. R. // Phys. Rev. B. 1998. - Vol. 58, no. 22. -P. 14791-14803.

116. Mernagh T. P., Liu L. g. // Phys. Chem. Minerals.- 1997.-Vol. 24.-Pp. 7-16.

117. Kim Y., Saienga J., Martin S. // J. Non-Cryst. Solids. 2005,- Vol. 351.-Pp. 1973-1979.

118. B. Mihailova, I. Savatinova, I. Savova, L. Konstantinov // Solid State Comm. 2000. - Vol. 116. - Pp. 11-15.

119. Bornand V., Gautier В., Papet P. // Mat. Chem. Phys.- 2004,-Vol. 86. Pp. 340-346.

120. Bornand V., Huet I., Papet P. // Mat. Chem. Phys. 2002. - Vol. 77. -Pp. 571-577.

121. Natl. Bur. Stand. 1968. - Vol. 6, no. 25. - P. 22.

122. Schweizer H., Gruehn R. // Z. Naturforsch., B: Anorg. Chem., Org. Chem. 1982. - Vol. 37. - Pp. 1361-1368.

123. West A. ICDD Grant in Aid. Old Aberdeen, Scotland: University of Aberdeen, 1985.