Моделирование многослойных систем с перестраиваемыми оптическими характеристиками

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Материалы с фазовым переходом МФП, в частности халькогенидные стеклообразные полупроводники и соединения из системы Ge–Sb–Te представляют интерес для применения в оптических технологиях обработки информации. Уникальность этих материалов состоит в том, что они обладают низкоэнергетичным, быстрым и обратимым фазовым переходом, приводящим к значительному изменению показателя преломления в инфракрасной области оптического спектра. Модельные расчеты, проведенные в настоящей работе, позволили исследовать трансформацию оптических свойств в многослойных системах, состоящих из слоев SiO2, Si, Si3N4 и активного слоя из МФП материала с фазовым переходом при изменении его фазового состояния. Целью этих исследований ставилось выполнение условия наименьших оптических потерь при пропускании и отражении излучения 1550 нм в таких системах в случае аморфного и кристаллического состояния активного слоя соответственно. В результате была спроектирована наиболее удовлетворяющая указанным условиям девятислойная система “SiO2//111 нм Si/277 нм SiO2/111 нм Si/251 нм SiO2/10 нм Ge2Sb2Se4Te/241 нм SiO2/110 нм Si/276 нм SiO2/112 нм Si//SiO2”.

Об авторах

Н. М. Толкач

Национальный исследовательский университет “МИЭТ”; Рязанский государственный радиотехнический университет им. В.Ф. Уткина

Автор, ответственный за переписку.
Email: n.m.tolkach@gmail.com
Россия, 124498, Зеленоград; Россия, 390005, Рязань

Н. В. Вишняков

Рязанский государственный радиотехнический университет им. В.Ф. Уткина

Автор, ответственный за переписку.
Email: rcpm-rgrtu@yandex.ru
Россия, 390005, Рязань

В. Г. Литвинов

Рязанский государственный радиотехнический университет им. В.Ф. Уткина

Email: rcpm-rgrtu@yandex.ru
Россия, 390005, Рязань

А. А. Шерченков

Национальный исследовательский университет “МИЭТ”

Email: rcpm-rgrtu@yandex.ru
Россия, 124498, Зеленоград

Е. П. Трусов

Рязанский государственный радиотехнический университет им. В.Ф. Уткина

Email: rcpm-rgrtu@yandex.ru
Россия, 390005, Рязань

В. Б. Глухенькая

Национальный исследовательский университет “МИЭТ”

Email: rcpm-rgrtu@yandex.ru
Россия, 124498, Зеленоград

Д. В. Пепеляев

Национальный исследовательский университет “МИЭТ”

Email: rcpm-rgrtu@yandex.ru
Россия, 124498, Зеленоград

Список литературы

  1. Sharma K., Sehgal V.K. // J. Supercomput. 2020. V. 76. P. 9901. https://www.doi.org/10.1007/s11227-020-03220-2
  2. Bogaerts W., Perez D., Capmany J., Miller D.A.B., Poon J., Englund D., Morichetti F., Melloni A. // Nature. 2020. V. 586. P. 207. https://www.doi.org/10.1038/s41586-020-2764-0
  3. Qi H., Wang X., Hu X., Du Z., Yang J., Yu Z., Ding S., Chu S., Gong Q. // J. Appl. Phys. 2021. V. 129. P. 210 906. https://www.doi.org/10.1063/5.0048878
  4. Kozyukhin S.A., Lazarenko P.I., Popov A.I., Eremenko I.L. // Rus. Chem. Rev. 2022. V. 91. № 9. P. RCR5033. https://www.doi.org/10.1070/RCR5033
  5. Lazarenko P., Kovalyuk V., An P., Kozyukhin S., Takáts V., Golikov A., Glukhenkaya V., Vorobyov Y., Kulevoy T., Prokhodtsov A., Sherchenkov A., Goltsman G. // Acta Materialia. 2022. V. 234. P. 117994. https://www.doi.org/10.1016/j.actamat.2022.117994
  6. Kozyukhin S.A., Lazarenko P.I., Vorobyov Y.V., Savelyev M.S., Polokhin A.A., Glukhenkaya V.B., Sherchenkov A.A., Gerasimenko A.Y. // Matériaux & Techniques. 2018. V. 180070. № 3. P. 1. https://www.doi.org/10.1051/mattech/2019008
  7. Fuxi G., Yang W. // Data Storage at the Nanoscale: Advances and Applications. Taylor & Francis Group. 2015. P. 190. https://www.doi.org/10.1201/b18094
  8. Zhang Y., Ríos C., Shalaginov M.Y., Li M., Majumdar A., Gu T., Hu J. // Appl. Phys. Lett. 2021. V. 118. P. 210 501. https://www.doi.org/10.1063/5.0054114
  9. Meng Y., Cao T., Long Y. // J. Appl. Phys. 2020. V. 128. P. 140904. https://www.doi.org/10.1063/5.0023925
  10. Hosokawa S., Pilgrim W.-C., Höhle A., Szubrin D., Boudet N., Bérar J.-F., Maruyama K. // J. Appl. Phys. 2012. V. 111. P. 83 517. https://www.doi.org/10.1063/1.3703570
  11. Tolkach N.M., Vishnyakov N.V., Lazarenko P.I., Sherchencov A.A., Sudakova A.U., Nazimov D.R. // J. Phys. Conf. Ser. 2020. V. 1695. P. 012 075. https://www.doi.org/10.1088/1742-6596/1695/1/012075
  12. Wen S., Meng Y., Jiang M., Wang Y. // Sci. Rep. 2018. V. 8. P. 4979. https://www.doi.org/10.1038/s41598-018-23360-z
  13. Ríos C., Stegmaier M., Hosseini P., Wang D., Scherer T., Wright C.D., Bhaskaran H., Pernice W.H.P. // Nat. Photonics. 2015. V. 9. P. 725. https://www.doi.org/10.1038/nphoton.2015.182
  14. Rude M., Pello J., Simpson R.E., Osmond J., Roelkens G., van der Tol J.J., Pruneri V. // Appl. Phys. Lett. 2013. V. 103. № 14. P. 141119. https://www.doi.org/10.1063/1.4824714
  15. Ford W. // Numerical Linear Algebra with Applications: Using MATLAB. Academic Press, 2015. 629 p. https://doi.org/10.1016/C2011-0-07533-6
  16. Born M., Wolf E., Bhatia A.B., Clemmow P.C., Gabor D., Stokes A.R., Taylor A.M., Wayman P.A., Wilcock W.L. // Principles of Optics: Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light. 7th ed. Cambridge University Press, 1999. 952 p. https://www.doi.org/10.1017/CBO9781139644181
  17. Park J.W., Eom S.H., Lee H., Da Silva J.L.F., Kang Y.S., Lee T.Y., Khang Y.H. // Phys. Rev. B. 2009. V. 80. P. 115 209. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.80.115209
  18. Zhang Y., Chou J.B., Li J., Li H., Du Q., Yadav A., Zhou S., Shalaginov M.Y., Fang Z., Zhong H., Roberts C., Robinson P., Bohlin B., Ríos C., Lin H., Kang M., Gu T., Warner J., Liberman V., Richardson K., Hu Ju. // Nature Commun. 2019. V. 10 № 1. P. 4279. https://www.doi.org/10.1038/s41467-019-12196-4
  19. Michel A.K.U., Wuttig M., Taubner T. // Adv. Opt. Mater. 2017. V. 5. Iss. 18. https://www.doi.org/10.1002/adom.201700261
  20. Yang F., Tang X., Chen T., Wang M., Zhang L., Han J., Wan L., Ke D., Dai Y. // Comput. Mater. Sci. 2019. V. 168. P. 253. https://www.doi.org/10.1016/j.commatsci.2019.05.019
  21. Lazarenko P., Phuc N., Kozyukhin S., Sherchenkov A. // J. Optoelectron. Adv. Mater. 2011. V. 13. № 11. P. 1400
  22. Raeis-Hosseini N., Rho J. // Mater. 2017. V. 10. Iss. 9. P. 1046. https://www.doi.org/10.3390/ma10091046
  23. Guo P., Burrow J.A., Sevison G.A., Sood A., Asheghi M., Hendrickson J.R., Goodson K.E., Agha I., Sarangan A. // Appl. Phys. Lett. 2018. V. 113. Iss. 17. P. 171903. https://www.doi.org/10.1063/1.5053713
  24. Singh P., Sharma P., Sharma V., Thakur A. // Semicond. Sci. Technol. 2017. V. 32. № 4. P. 45015. https://www.doi.org/10.1088/1361-6641/aa5ee0

Дополнительные файлы


© Н.М. Толкач, Н.В. Вишняков, В.Г. Литвинов, А.А. Шерченков, Е.П. Трусов, В.Б. Глухенькая, Д.В. Пепеляев, 2023