Beata StaÅkiewicz - Instytut Fizyki
Beata StaÅkiewicz - Instytut Fizyki Beata StaÅkiewicz - Instytut Fizyki
Przy opisie propagacji fal elektromagnetycznych w strukturach wielowarstwowych wykorzystano ich symetrię translacyjną, tj. periodyczność z okresem kilku bądź kilkudziesięciu warstw atomowych. Obecnie w dziedzinie nanofotoniki wykonuje się szerokie badania nad właściwościami tzw. „photonic crystals”, tj. kompozytowych materiałów, które charakteryzuje w pełni fotoniczna struktura fotoniczna zawierająca wielokrotne przerwy fotoniczne [2]. Najbogatszą bibliografię na ten temat − zawierająca obecnie ponad 6000 publikacji − opracował John Dowling [13]. Nanofotonika pozwala równieŜ na wytworzenie struktur oraz materiałów w nanoskali, róŜniących się parametrami sieci, które nie występują w przyrodzie, a których właściwości moŜna w prosty sposób kształtować [14]. Trwające badania nad strukturami wielowarstwowymi przyczyniły się do opracowania nowych urządzeń takich jak: lasery o emisji powierzchniowej z pionowym rezonatorem (lasery VCSEL), zwierciadeł Bragga i światłowodów nanofotonicznych [12]. Urządzenia te wykorzystują przerwę fotoniczną, czyli zakres energii, przy której fotony nie mogą się w danym ośrodku propagować. Przerwę taką zaobserwowano eksperymentalnie w nanostrukturach warstwowych [15, 16]. PowyŜsze przykłady stanowią niezbity dowód na to, iŜ podstawowa wiedza iosiągnięcia technologii zmieniają cywilizacyjne oblicza społeczeństw, a jaki będą miały w tym udział struktury aperiodyczne? Czas pokaŜe. 10
ROZDZIAŁ 2 “It’s a discovery of a material which breaks the laws that were artificially constructed. They were not laws of nature; they were laws of the human classificatory system.”- Mackay. Budowa, technologia, zastosowania wielowarstwowych struktur półprzewodnikowych 2.1 Budowa supersieci półprzewodnikowych. Rozdział ten stanowi zestawienie dotychczasowych dokonań związanych z metodami wytwarzania wielowarstwowych układów półprzewodnikowych zwanych dalej supersieciami, a takŜe w jasny i prosty sposób opisuje (w ujęciu fizycznym) budowę tego typu struktur, nierozłącznie związaną z zastosowaniami oraz właściwościami układów wielowarstwowych [19]. Warto przy tym nadmienić, iŜ metody te dotyczą wytwarzania zarówno struktur periodycznych, gdzie moŜna kontrolować porządek oraz sposób ułoŜenia warstw, jak i nieperiodycznych, gdzie kolejność warstw jest zdeterminowana lub przypadkowa [20]. Supersieci w najprostszy a zarazem w najbardziej dobitny sposób moŜna zdefiniować jako monokryształy, składające się z dwóch lub kilku powtarzających się okresowo lub nieokresowo, cienkich warstw półprzewodników o róŜnym składzie chemicznym, z na przemian większą bądź mniejszą szerokością pasma zabronionego, mających specyficzne właściwości elektronowe. Supersieć [7] jest zatem tworem pośrednim między układem dwuwymiarowym (np. studnia kwantowa) a litym półprzewodnikiem. Stany elektronowe nie są tu przestrzennie zlokalizowane jak w studni, z drugiej strony występują typowe dla struktur dwuwymiarowych obszary energii wzbronione dla elektronu [19]. Według autora pracy [7] najprostszą supersieć (tzw. sieć binarną) otrzymuje się poprzez periodyczne powielanie układu dwóch warstw − studni i bariery − w obydwu kierunkach osi Z (patrz rysunek 2.1). Powstaje wówczas sztuczny kryształ, o długości komórki elementarnej wzdłuŜ osi Z równej d = d w + d b. (2.1) gdzie d w − oznacza grubość warstwy studni, natomiast d b − grubość warstwy bariery. MoŜliwe jest takŜe wytwarzanie bardziej skomplikowanych struktur przez powielanie układu więcej niŜ dwóch warstw – mówi się wówczas o supersieciach z bazą. Wymiary geometryczne studni, tj. jej technologiczne wytworzone głębokości studni potencjalnych oraz szerokości warstw, określają dozwolone wartości energii nośników w niej uwięzionych. Dzięki sterowaniu tymi parametrami (w przypadku technologii półprzewodnikowych) mamy moŜliwość kontroli nie tylko grubości materiału tworzącego studnie, lecz równieŜ składu materiału tworzącego bariery. Proces ten stanowi podstawę inŜynierii 11
- Page 1 and 2: POLITECHNIKA WROCŁAWSKA WYDZIAŁ P
- Page 3 and 4: SPIS TREŚCI.......................
- Page 5 and 6: DODATEK E Metamateriały: wybrane z
- Page 7 and 8: przedstawiono metody generowania ł
- Page 9: ROZDZIAŁ 1 If real quasicrystallin
- Page 13 and 14: 2.2 Technologie wytwarzania supersi
- Page 15 and 16: Rys.2.4. Schematyczne przedstawieni
- Page 17 and 18: supersieciom półprzewodnikowym i
- Page 19 and 20: Dwuwymiarowe kryształy fotoniczne
- Page 21 and 22: 2.42 Kropki kwantowe Innym równie
- Page 23 and 24: W rozdziale tym omówione zostaną
- Page 25 and 26: Warto przy tym dodać, iŜ wzór re
- Page 27 and 28: 3.12 Niebinarna uogólniona supersi
- Page 29 and 30: Równanie FEM w ośrodku jednorodny
- Page 31 and 32: Dla polaryzacji typu s przyjmują o
- Page 33 and 34: (3.22) Macierz propagacji P j - wys
- Page 35 and 36: Ze względu na fakt silnej zaleŜno
- Page 37 and 38: Wyniki obliczeń numerycznych trans
- Page 39 and 40: Rys. II Mapy transmisji T(λ̃, θ)
- Page 41 and 42: Rys. IV Mapy transmisji T(λ̃, θ)
- Page 43 and 44: 3.4 Wielowarstwowy ośrodek z mater
- Page 45 and 46: Rys. VII Mapy transmisji T(λ̃, θ
- Page 47 and 48: Rys. IX Mapy transmisji T(λ̃, θ)
- Page 49 and 50: Rys. XI Mapy transmisji T(λ̃, θ)
- Page 51 and 52: o Pasma wysokiej transmisji supersi
- Page 53 and 54: Program Thue-MorseSuper.exe moŜe p
- Page 55 and 56: Trzecia metoda jest ściśle związ
- Page 57 and 58: DODATEK B B.1. FRAKTALE Twórca teo
- Page 59 and 60: B.2. Wymiar fraktalny- co to właś
Przy opisie propagacji fal elektromagnetycznych w strukturach<br />
wielowarstwowych wykorzystano ich symetrię translacyjną, tj. periodyczność<br />
z okresem kilku bądź kilkudziesięciu warstw atomowych. Obecnie w dziedzinie<br />
nanofotoniki wykonuje się szerokie badania nad właściwościami tzw. „photonic<br />
crystals”, tj. kompozytowych materiałów, które charakteryzuje w pełni fotoniczna<br />
struktura fotoniczna zawierająca wielokrotne przerwy fotoniczne [2].<br />
Najbogatszą bibliografię na ten temat − zawierająca obecnie ponad 6000<br />
publikacji − opracował John Dowling [13]. Nanofotonika pozwala równieŜ na<br />
wytworzenie struktur oraz materiałów w nanoskali, róŜniących się parametrami<br />
sieci, które nie występują w przyrodzie, a których właściwości moŜna w prosty<br />
sposób kształtować [14].<br />
Trwające badania nad strukturami wielowarstwowymi przyczyniły się do<br />
opracowania nowych urządzeń takich jak: lasery o emisji powierzchniowej<br />
z pionowym rezonatorem (lasery VCSEL), zwierciadeł Bragga i światłowodów<br />
nanofotonicznych [12]. Urządzenia te wykorzystują przerwę fotoniczną, czyli<br />
zakres energii, przy której fotony nie mogą się w danym ośrodku propagować.<br />
Przerwę taką zaobserwowano eksperymentalnie w nanostrukturach warstwowych<br />
[15, 16].<br />
PowyŜsze przykłady stanowią niezbity dowód na to, iŜ podstawowa<br />
wiedza iosiągnięcia technologii zmieniają cywilizacyjne oblicza społeczeństw,<br />
a jaki będą miały w tym udział struktury aperiodyczne? Czas pokaŜe.<br />
10
Change language