Оптично селективні елементи на основі нанокомпозитних структур
| dc.contributor.advisor | Мачулянський, Олександр Вікторович | |
| dc.contributor.author | Бабич, Богдан Борисович | |
| dc.date.accessioned | 2021-06-08T09:28:07Z | |
| dc.date.available | 2021-06-08T09:28:07Z | |
| dc.date.issued | 2021 | |
| dc.description.abstractuk | Дисертаційна робота присвячена розробці оптично селективних елементів з заданими спектральними характеристиками на основі нанокомпозитних структур з врахуванням особливостей мікроструктури та оптичних характеристик нанорозмірних компонент. У роботі проведено комплексні дослідження спектральних залежностей оптичних параметрів нанорозмірних компонент та композитних структур на їх основі. У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, сформульовано мету та задачі досліджень, визначено наукову новизну, показано практичне значення отриманих результатів, вказаний зв’язок роботи з науковими програмами, темами. Представлено інформацію про апробацію та публікацію результатів досліджень за темою дисертаційної роботи. У першому розділі проведено аналіз сучасного стану розробки, досліджень, застосування оптично селективних елементів, показано наявність ряду проблем: - не вивчений аспект впливу мікроструктури нанорозмірних компонент композитних структур на їх оптичні параметри; - не досліджено вплив на спектральні характеристики проміжних нанорозмірних композитних шарів, які виникають при формуванні шаруватих оптично селективних структур; - необхідність дослідження електромагнітного відгуку нанорозмірних компонент на електромагнітний вплив для достовірного прогнозування оптичних характеристик оптично селективних елементів, які формуються на їх основі; 3 - відсутність достовірних обчислювальних алгоритмів оцінки оптичних параметрів нанокомпозитних структур; - розробка та проектування найбільш прийнятних для масового промислового виробництва оптично селективних елементів. На основі аналізу вказаних проблем поставлено мету та завдання дисертаційних досліджень. У другому розділі проаналізовано переваги розрахунку оптичних характеристик шаруватих структур матричним методом послідовного нарощування шарів, представлені основі співвідношення та обмеження його застосування. Показано, що точна спектрофотометрична система рівнянь феноменологічної теорії в випадку нанорозмірних плівок є математично некоректною. В якості регуляризаційного обчислювального методу її розв’язку використано метод безперервного диференціального спуску. Запропоновано обчислювальний алгоритм на основі матричного методу послідовного нарощування шарів для розробки оптично селективних елементів у вигляді багатошарових покриттів та визначення оптичних параметрів нанорозмірних шарів багатошарової структури за відомими параметрами відгуку структури на електромагнітний вплив. Третій розділ присвячено дослідженню нанорозмірних шарів срібла на підкладках SiO2, виготовлених методом вакуумного осадження. Встановлено особливості їх спектральних залежностей коефіцієнтів пропускання та відбивання в інтервалі λ = 0,3 ÷ 2 мкм. Визначено значення оптичних параметрів нанорозмірних шарів металів на основі результатів спектрофотометричних досліджень експериментальних зразків. Встановлено апроксимаційні співвідношення дійсної та уявної частин комплексної діелектричної проникності нанорозмірних плівок срібла з товщинами від 1 до 35 нм в спектральному діапазоні довжин хвиль λ = 0,3 ÷ 2 мкм, які застосовано в якості вхідних даних рефлекторних шарів срібла при моделюванні оптично селективних елементів. У четвертому розділі визначено значення ефективної комплексної діелектричної проникності нанокомпозитних шарів з діелектричною компонентою (Al2O3, SiO2, Cr2O3) та металевою нанорозмірною фазою хрому в спектральному діапазоні λ = 0,3 ÷ 2 мкм з врахуванням оптичних параметрів їх компонент. Встановлено особливості спектральної зміни дійсної та уявної частини комплексної ефективної діелектричної проникності досліджуваних нанокомпозитів зі значеннями фактору заповнення металевої фази хрому від 0,15 до 0,54, що враховано при розробці оптично селективних елементів. Встановлено апроксимаційні залежності комплексної ефективної діелектричної проникності нанорозмірних композитних шарів Cr/Al2O3, Cr/SiO2, Cr/Cr2O3 в спектральному діапазоні λ = 0,3 ÷ 2 мкм, які використано для моделювання та дослідження впливу композитних нанорозмірних шарів на спектральні характеристики оптично селективних елементів. П’ятий розділ присвячено визначенню спектральних характеристик коефіцієнтів відбивання та пропускання елементів на основі рефлекторних шарів срібла, міді та досліджених нанокомпозитів. Досліджено залежності коефіцієнтів пропускання та відбивання селективних елементів від структурних параметрів композитних шарів на основі нанорозмірних включень хрому. Показано спектральне зміщення значень критичної довжини хвилі електромагнітного випромінювання на 0,4 мкм при зміні структурних параметрів нанорозмірних компонент, що дозволяє керувати профілем спектральної залежності оптично селективних елементів. Запропоновано оптично селективні елементи, прозорі у видимому діапазоні спектру, які відрізняються від відомих аналогів тим, що замість багатошарових діелектричних структур, використано металодіелектричний композит. Наведено основні інтегральні параметри запропонованих оптично селективних елементів. Надано рекомендації щодо їх використання в якості енергоефективних елементів. Запропоновано критерії ефективності оптичних елементів на основі нанокомпозитних структур з енергозберігаючими 5 властивостями, що дозволяє проводити оптимізацію їх спектральних характеристик на забезпечення максимальної ефективності з точки зору енергозбереження. Вказано перспективи застосування сформованих оптично селективних елементів та проведено їх порівняння з існуючими аналогами. В роботі вперше одержанні наступні результати: ‒ Визначено оптичні параметри нанорозмірних шарів срібла на основі результатів спектрофотометричних досліджень експериментальних зразків срібла на підкладках SiO2, виготовлених методом вакуумного осадження. Встановлено апроксимаційні співвідношення дійсної та уявної частин комплексної діелектричної проникності нанорозмірних плівок срібла з товщинами від 1 до 35 нм в спектральному діапазоні довжин хвиль λ = 0,3 ÷ 2 мкм, які застосовано в якості вхідних даних рефлекторних шарів срібла при моделюванні оптично селективних елементів. ‒ Розраховано значення комплексної ефективної діелектричної проникності нанокомпозитних шарів з металевою нанорозмірною фазою хрому при значеннях фактору заповнення 0,15 ÷ 0,54 та матеріалів діелектричної компоненти (Al2O3, SiO2, Cr2O3). Розроблено апроксимаційні співвідношення комплексної ефективної діелектричної проникності нанорозмірних композитних шарів Cr/Al2O3, Cr/SiO2, Cr/Cr2O3 в спектральному діапазоні λ = 0,3 ÷ 2 мкм, які необхідні для розрахунку оптично спектральних характеристик при проектуванні селективних елементів на основі нанокомпозитних структур. ‒ Досліджено залежності коефіцієнтів пропускання та відбивання селективних елементів від структурних параметрів композитних шарів на основі нанорозмірних включень хрому. Показано спектральне зміщення значень критичної довжини хвилі електромагнітного випромінювання на 0,4 мкм при зміні структурних параметрів нанорозмірних компонент, що дозволяє керувати профілем спектральної залежності оптично селективних елементів. ‒ Запропоновано оптично селективні елементи, прозорі у видимому діапазоні спектру, які відрізняються від відомих аналогів тим, що замість багатошарових діелектричних структур, використано нанокомпозит. Показано, що запропоновані елементи на основі таких структур, відзначаються можливістю забезпечення заданої оптичної селективності. Одержані результати можуть бути використані для вирішення висвітлених в роботі проблем, пов’язаних з розробкою оптично селективних елементів на основі нанокомпозитних структур. Результати дисертаційної роботи використані у навчальному процесі кафедри мікроелектроніки Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», а саме використовуються в лекційних і практичних заняттях з дисциплін «Твердотільна електроніка», «Технологічні основи електроніки», «Технологія напівпровідникових приладів та інтегральних схем», «Елементний і структурний аналіз», а також під час виконання кваліфікаційних робіт студентів кафедри. | uk |
| dc.format.page | 147 с. | uk |
| dc.identifier.citation | Бабич, Б. Б. Оптично селективні елементи на основі нанокомпозитних структур : дис. … д-ра філософії : 153 мікро- та наносистемна техніка (Автоматизація та приладобудування) / Бабич Богдан Борисович. – Київ, 2021. – 147 с. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/41372 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.subject | спектрофотометричні дослідження | uk |
| dc.subject | оптичні параметри | uk |
| dc.subject | нанорозмірні шари | uk |
| dc.subject | оптична селективність | uk |
| dc.subject | енергозберігаючі технології | uk |
| dc.subject | optical selectivity | uk |
| dc.subject | nanosized layers | uk |
| dc.subject | energy-saving technologies | uk |
| dc.subject | spectrophotometric studies | uk |
| dc.subject | optical parameters | uk |
| dc.title | Оптично селективні елементи на основі нанокомпозитних структур | uk |
| dc.type | Thesis Doctoral | uk |
Файли
Контейнер файлів
1 - 1 з 1
Вантажиться...
- Назва:
- dys_Babych.pdf
- Розмір:
- 4.38 MB
- Формат:
- Adobe Portable Document Format
- Опис:
Ліцензійна угода
1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
- Назва:
- license.txt
- Розмір:
- 9.01 KB
- Формат:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Опис: