Люминесценция и лазерные эффекты в наноструктурированных слоях и микроструктурах ZnO, выращённых химическим осаждением из паров и электрохимическим осаждением
|
СтатусДиссертация была зашищена 17 ноября 2017Утверждена Национальным Советом 11 мая 2018 Автореферат – 1.17 Mb / на румынскомДиссертацияCZU 621.315.592
|
Ключевые слова
оксид цинка, наноструктуры, люминесценция, лазер, случайный лазер, стимулированная эмиссия, режимы (моды) Фабри–Перо, режимы (моды) волновода, режимы (моды) шепчущей галереи, показатель преломленияАннотация
Диссертация написана на румынском языке и содержит несколько разделов: введение, четыре главы, выводы и рекомендации, библиография из 273 названий, 5 приложений, 151 страниц текста, 106 рисунков и 4 таблиц. Результаты исследования опубликованы в 22 научных работах. Ключевые слова: оксид цинка, наноструктуры, люминесценция, лазер, случайный лазер, стимулированная эмиссия, режимы (моды) Фабри–Перо, режимы (моды) волновода, режимы (моды) шепчущей галереи, показатель преломления.
Область исследования: нанотехнологии и новые функциональные наноматериалы.
Цель работы заключается в разработке технологических процессов роста наноструктур оксида цинка (ZnO) с оптическими свойствами важными для обеспечения вынуждeнного излучения и с морфологией, обеспечивающей образование резонаторов с заданными свойствами, выяснить механизм лазерного излучения и режимы (моды) излучения в зависимости от используемой технологии и свойств созданных структур.
Задачи: разработка микро- и наноструктур ZnO методом химического осаждения из паровой фазы метало-органических соединений (MOCVD), карботермальным транспортом, химическим осаждением из паровой фазы при низких давлениях (LPCVD), электрохимической и термической обработкой; исследование влияния соответствующих технологических параметров на морфологию и оптические свойства выращeнных материалов; исследование влияния наноструктурирования на устойчивость слоёв ZnO к действию радиации; выявление каналов излучательной рекомбинации в микро- и наноструктурах ZnO и оценка возможности их применения в качестве активных лазерных сред; определение типов лазерных режимов (мод), качества резонаторов и порог генерации в полученных микро- и наноструктурах в зависимости от морфологии структур и применяемых технологических методов.
Научная новизна. Были определены механизмы роста структур в форме наноточек, наностержней, микро- и нанотетраподов, шестиугольных микро- и нанодисков, различные микроструктуры, плотные и пористые слои ZnO получeнных методом MOCVD, LPCVD, карботермального транспорта, электрохимической и термической обработки. В выращенных структурах ZnO были определены каналы излучательной рекомбинации и обнаружен лазерный эффект. Были идентифицированы режимы (моды) Фабри–Перо, волноводные, шепчущей галереи и эффект случайного лазера с добротностью до 3000. Был предложен эффективный инструмент для исследования коэффициента преломления ZnO в зависимости от температуры, анализируя позиции режимов (мод) Фабри–Перо в микротетраподах. Наноструктурированные слои ZnO более устойчивы к облучению тяжёлыми ионами, чем объемные слои ZnO и наноструктурированные слои GaN.
Решённая научная проблема заключается в определение каналов излучательной рекомбинации в структурах ZnO и в разработке нанолазеров и микролазеров с добротностью, типом и структурой мод заданными морфологией, формой и размерами выращенных структур.
Теоретическая значимость и ценность работы. Были определены механизмы роста структур ZnO, каналы излучательной рекомбинации, типы и структуры режимов (мод) лазерного излучения в зависимости от морфологии, формы и размеров структур, получённых разными технологическими методами. Разработанные технологии расширяют возможности дизайна резонаторов и позволяют создавать микролазеры на основе нанонитей, микродисков, микротетраподов и микроструктур, собранных из этих элементов, для оптоэлектронных микросхем, фотонных систем идентификации и безопасности. Карботермальный метод даёт возможность создавать оптоэлектронные устройства с высоким качеством и низкой стоимостью. Устройства, основанные на наноструктурах ZnO, могут работать при более высоких уровнях радиации. Облучение тяжёлыми ионами с последующим отжигом является новым методом увеличения оптического качества.
8
Официальные оппоненты
- Mihail Caraman
доктор хабилитат, профессор, Государственный Университет Молдовы - Mihail Iovu
доктор хабилитат, профессор, Институт прикладной физики
Члены Ученого Совета
- Leonid Culiuc, председатель
доктор хабилитат, профессор, Институт прикладной физики - Sergiu Vatavu, секретарь
доктор, доцент - Dmitrii Nedeoglo, член
доктор хабилитат, профессор, Государственный Университет Молдовы - Dumitru Ţiuleanu, член
доктор хабилитат, профессор, Технический Университет Молдовы - Ion Cojocaru, член
доктор
Диссертации
