CC BY
4
G(r, 0, t) = <
3
4nR3
+Zexp[-R(^0))2t]
(0) (0) \ \ )r ^ )r,
J1( n )J1( n
2 R iv R
n=1
+Zexp[-R(^n)ft]
n,l=1
2nR2VrFj2/2Ji(^n0)) Ji+l(^ts^)Ji.i<^kR^)<2' +1) '
+
2nR2Vrr7j12+i/2J1(^kl)) 1 + 1(1 - 1)/(^ni))
Plcos.
CO
Также можно описывать модели экспериментов с использованием серебряных наночастиц, углеродных нанотрубок, но для последних необходимо преобразовывать уравнение Пуассона для цилиндрической системы координат.
Использованные источники:
1. Измайлов С.В. Курс электродинамики. 1962
2. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики. 1977.
3. Кучеренко Михаил Геннадьевич Кинетика диффузионно-ускоренной аннигиляции частиц в круговой или сферической области нанометрового радиуса // Вестник ОГУ. 2017. №7 (207).
УДК 535.8
Назаренкова А.А.
студент бакалавриата, 3 курс, 03.03.03 «Радиофизика» ФГБОУ «Оренбургский государственный университет»
Россия, г. Оренбург
ОБЗОР ДОСТИЖЕНИЙ В НАНОПЛАЗМОНИКЕ ЗА ПОСЛЕДНИЕ
НЕСКОЛЬКО ЛЕТ
Аннотация
В данной статье рассмотрены различные статьи, посвящённые наноплазмонике, отображены итоговые результаты, которые приводят к выводу, что изучение оптических свойств материалов поможет улучшить технику, работа которой опирается на эффекты, возникающие на поверхности проводников и полупроводников.
Ключевые слова: оптические свойства металлов, плазмоны,
поверхностные плазмоны, наноплазмоника.
Nazarenkova A.A., undergraduate students Third year, 03.03.03 «Radiophysics» Orenburg state university Russia, Orenburg
REVIEW OF ACHIEVEMENTS IN NANOPLASMONIC FOR THE LAST MULTIPLE YEARS
"Теория и практика современной науки” №6(36) 2018
486
Abstract
In this article various articles devoted to nanoplasmonics are considered, the final results are shown, which lead to the conclusion that the study of the optical properties of materials will help improve the technique, whose work relies on effects arising on the surface of conductors and semiconductors.
Key words: optical properties of metals, plasmons, surface plasmons, nanoplasmonics.
Поверхностные свойства металлов и полупроводников являются в последнее время весьма популярной темой. Это вызвано тем, что рабочая поверхность большой части промышленных машин исполнена из металлов. Например, солнечные батареи. Здесь важны спектры поглощения молекул.
На каком же уровне развития находится наноплазмоника на данный момент? Какие исследования уже проведены в настоящее время и какие практические результаты они дали?
В настоящее время широкий интерес проявляется к улучшению оптических характеристик тонких пленок металлов, применяемых в нанооптике и наноплазмонике. Для минимизации потерь пленок в плазмонике необходимо использовать квазимонокристаллические пленки. Хорошо известно, что серебро обладает малыми оптическими потерями в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах длин волн, что делает его одним из наиболее применимых материалов в плазмонике. Оптические характеристики тонких пленок серебра сильно зависят от кристаллической структуры и морфологии. Одним из эффективных способов повышения оптических характеристик (минимизации потерь) пленок серебра является уменьшение числа границ зерен на единицу площади. Минимизировать число границ зерен возможно при условии увеличения их размера. В пределе требуется переход от поликристаллических пленок к квазимонокристаллическим, с максимальным размером кристаллита.
Монокристаллические пленки серебра могут быть получены методами испарения, импульсного лазерного нанесения, магнетронного нанесения и гальваники. Данных о получении сплошных пленок монокристаллического серебра толщиной менее 200 нм в литературе не встречается. Ученые МГТУ им. Баумана А.С. Бабурин, А.Р. Габидуллин, А.В. Зверев, И.А. Родионов, И.А. Рыжиков, Ю.В. Панфилов поставили задачу формирования сплошных пленок квазимонокристаллического серебра толщиной 200 нм, что соответствует верхней границе толщины для применения в наноплазмонике.
Проведена серия экспериментов для получения зависимостей, определяющих структуру растущей пленки в подходе с использованием соотношений энергомассопереноса. Их характер известен из литературы и сохраняется для материалов большого спектра. Но для определения значений критических точек и точек перегиба для конкретной системы подложка-материал, необходим ряд эмпирических значений. На основе экспериментальных данных построены кривые, ограничивающие области
"Теория и практика современной науки” №6(36) 2018
487
получения пленок с мелкозернистой (рентгеноаморфной), поликристаллической и квазимонокристаллической структурами.
Рсютсноморфная пленка
120 I----------1-----------1
0.25 10 150
Скорость осижлснмя. Л/с
Рис.1. Экспериментальные зависимости структуры пленки от параметров нанесения (температуры подложки и скорости осаждения).
Экспериментально получены зависимости роста пленки от параметров осаждения. Характеры зависимости размера кристаллита совпадают с предположениями, выдвинутыми при определении критериев эксперимента.
Наноплазмоника находит практическое применение для повышения эффективности солнечных элементов, изготовления нанолинз, обработки нанообъектов, высокочувствительных биосенсоров. В ВИЭСХе разрабатываются новые конструкции солнечных элементов, в фоточувствительный слой которых дополнительно внедрены металлические наночастицы размером 10-30 нм при концентрации указанных наночастиц в указанном слое (1-10)-10-2 объемных долей.
Металлические наночастицы выбраны так, что частота их плазменного резонанса находится вблизи максимума спектра поглощения нанокристаллов, и диэлектрическая проницаемость среды фоточувствительного слоя наносолнечного элемента на частоте солнечного излучения существенно возрастает, что в свою очередь приводит к существенному возрастанию эффективности генерации электроннодырочных пар. На конструкцию нанокристаллического солнечного элемента и способ его изготовления ВИЭСХом получено решение о выдаче патента РФ.
Новые технологии и материалы позволят в ближайшие пять лет увеличить КПД СЭ на основе каскадных гетероструктур в лаборатории до 45%, в производстве до 26-30%, КПД СЭ из кремния в лаборатории до 30%, в промышленности до 25%.
Интересным ответвлением является плазмонная нанооптика на поверхности металла. Это новый раздел современной фотоники, которая изучает поверхностные электромагнитные волны, зарождающиеся при взаимодействии внешней электромагнитной волны с металлическом или полупроводниковыми нанострктурами или поверхностью. В Казанкском университете рассматриваются распространениям плазмон-поляритонные волны по металлической поверхности, содержащей определлённые наноструктуры в виде нанопрофилей, наночастей или нанощелей. Это обусловлено тем, что их применение на практике позволяется
"Теория и практика современной науки” №6(36) 2018
488
конструировать миниатюрные оптические и оптоэлектрические плазмонные устройства, в которых удаётся преодолеть фундаментальное дифракционное ограничение по релеевскому рассеянию света при его взаимодействии с малыми объектами.
Ученые Казанского университета разработали новую методику получения изображения распределения поверхностной интенсивности 1111В при регистрации в дальнем оптическом поле излучения РП. Излучение РП генерируется на границе между тонкой металлической плёнкой и близлежащей средой (подложкой) с более высоким показателем преломления. Данное излучение происходит под характеристическим углом
п
к нормали образца Urp , при котором обеспечивается фазовый синхронизм между 1111В- и РП-излучением в стекле, удовлетворяя соотношению
kspp = nJc0smeiRP, где к8РР и пК являются волновыми векторами 1111В и РП соответственно, а n - показатель преломления стекла.
Рис.2. Схема экспериментальной установки по регистрации карты распределения интенсивностей Р1 по площади образца: Ф - нейтральный фильтр, П- поляризатор, ПРИ - плазмонные РП.
Рис.3. Изображение топологической структуры образца, полученное на сканирующем электронном микроскопе: В - возбуждение, 1 - пропускание, О - отражение. Кружочком указано место возбуждения 1111В сфокусированным лазерным пучком. Стрелками указаны направления
распространения 1111В.
В их эксперименте 1111В возбуждаются на топологической поверхностной структуре тонкой серебряной пленки при помощи перестраиваемого Ti:Sapphire-лазера, работающего в интервале длин волн от 760 до 900 нм. Лазерный луч фокусируется на образце при помощи
п
объектива, а регистрация проводится под углом Urp при помощи иммерсионного объектива. Шлученное изображение распределения
"Теория и практика современной науки” №6(36) 2018
489
интенсивности фиксируется цифровой ПЗС-камерой. Регистрируемые камерой изображения являются проекциями 1111В на анализируемой поверхности и в каждой точке пропорциональны интенсивности 1111В. В качестве объекта для возбуждения и наблюдения 1111В были использованы тонкие пленки серебра с поверхностными наноструктурами, сформированными комбинацией методов электронно-лучевой литографии и электронно-лучевого распыления. Лри облучении лазером нанонити образуются два симметрично ориентированных плазмонных пучка, распространяющихся налево и направо от точки возбуждения. 1111В, направляющаяся вправо, сталкивается с препятствием в виде цепочки наночастиц и после взаимодействия с наночастицами частично распространяется в том же направлении, а частично отражается.
Также можно рассмотреть взаимодействие 1111В с нанопроволоками, сформированными методом электронно-лучевой литографии.
Рис.4. Зависимость эффективности пропускания и отражения 1111В при взаимодействии с цепочкой наночастиц от длины волны возбуждающего
Рис.5. Зависимость эффективности пропускания и отражения 1111В при взаимодействии с зеркалом Брегга от угла падения 1111В.
Из рисунка выше видно, как в соответствии с законами геометрической оптики зеркало Брегга отражает падающую на него 11В по разным направлениям в зависимости от угла альфа, тем самым демонстрируя эффективную возможность управления распространением 11В по металлической поверхности.
Таким образом, данная методика оказывается эффективной при практическом конструировании и изготовлении поверхностных нанофотонных структур, используемых в качестве двумерных оптических элементов, таких, как точечные источники возбуждения 1111В, зеркала
"Теория и практика современной науки” №6(36) 2018
490
Брэгга, делители ППВ, интерферометры, плазмонные волноводы и др.
Использованные источники:
1. Степанов А. Л. Плазмонная нанооптика на поверхности металла // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Физ.-матем. науки. 2010. №3. - С. 148-156.
2. Вартанян Т.А. Основы физики металлических наноструктур - Санкт-Петербург: НИУ ИТМО. - 2014. - 133 с.
3. Гусев А. М., Романчева Н. И., Юрков Н. К., Романчев И. В., Баннов В. Я. Нанотехнология в создании новой техники // НиКа. 2009. - С. 54-55.
4. Стребков Д. С. Инновационные энергетические технологии // Никоновские чтения. 2009. №14. - С. 553-558.
5. Гильденбург В. Б., Костин В. А., Павличенко И. А. Поверхностные и объемные плазмоны в лазерно-кластерном взаимодействии // Вестник ННГУ. 2011. №5-3. - С. 79-80.
6. Климов В.В. Наноплазмоника // ФИЗМАТЛИТ. - 2009. - 480 с.
УДК 159.9.072.432
Насибуллина Г.И. студент 4 курса факультет психологии и педагогики Елабужский институт КФУ научный руководитель: Мокшина Н.Г., к.пед.н. Россия, Республика Татарстан, г. Елабуга РОЛЬ ВИРТУАЛЬНОГО ОБЩЕНИЯ В ЖИЗНИ ПОДРОСТКА Аннотация: Данная статья посвящена виртуальному общению подростковом возрасте. Здесь обсуждается проблема непонимания подростков друг друга, виной всему интернет, которая вытесняет реальное общения.
Ключевые слова: общение, подросток, интернет, личность,
виртуальный мир, межличностные конфликты.
Nasibullina G.I.
Student
4 year Faculty of Psychology and Pedagogy Elabuga Institute of the CFU Russia. Republic of Tatarstan The city of Elabuga Scientific Supervisor: Mokshina Nadezhda Grigoryevna
Candidate of Pedagogical Sciences THE ROLE OF VIRTUAL COMMUNICATION IN THE LIFE OF A
TEENAGER
Abstract: This article is devoted to the virtual communication of adolescence. It discusses the problem of misunderstanding of each other's adolescents, the fault of all the Internet, which supersedes the real communication.
"Теория и практика современной науки” №6(36) 2018
491
