Дослідження поверхневих збуджень в оптично-анізотропних монокристалах ZnO та 6H-SiC у однорідному магнітному полі
Характеристика спектрів зовнішнього ІЧ-відбивання оптично-анізотропних монокристалів ZnO та 6H-SiC за умови дії однорідного магнітного поля при конфігураціях Фарадея та Фогта. Врахування адитивного вкладу фононної та плазмової підсистем напівпровідників.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 29.07.2015 |
| Размер файла | 74,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД «УЖГОРОДСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»
01.04.10 - фізика напівпровідників і діелектриків
УДК 539.2:621.315:535
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук
ДОСЛІДЖЕННЯ ПОВЕРХНЕВИХ ЗБУДЖЕНЬ В ОПТИЧНО-АНІЗОТРОПНИХ МОНОКРИСТАЛАХ ZnO ТА 6H-SiC У ОДНОРІДНОМУ МАГНІТНОМУ ПОЛІ
Євтушенко Альона
Іванівна
Ужгород - 2011
Дисертацією є рукопис
Робота виконана на кафедрі фізики Ніжинського державного університету імені Миколи Гоголя Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України.
Науковий керівник: доктор фізико-математичних наук, професор Мельничук Олександр Володимирович Ніжинський державний університет імені Миколи Гоголя МОНМС України, завідувач кафедри фізики
Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, Заслужений діяч науки і техніки України, професор Фекешгазі Іштван Вінцейович
Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України, завідувач структурної науково-дослідної лабораторії доктор фізико-математичних наук, професор Грабар Олександр Олексійович
ДВНЗ „Ужгородський національний університет” МОНМС України, завідувач відділу фізики твердих фаз складних сполук Науково-дослідного інституту фізики і хімії твердого тіла
Захист відбудеться «30» вересня 2011 р. о 1400 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д61.051.01 при державному вищому навчальному закладі „Ужгородський національний університет” Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України за адресою: 88000, м. Ужгород, вул. Волошина, 54, ауд. № 181.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці ДВНЗ „Ужгородський нацональний університет” МОНМС України (88000, м. Ужгород, вул. Капітульна, 6).
Автореферат розісланий “26 ” серпня 2011 р.
Вчений секретар спеціалізованої вченої ради доктор фіз.-мат. наук проф. Міца В.М.
1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми.
На сьогодення одновісні гексагональні полярні напівпровідники ZnO та 6H-SiC є предметом активних досліджень, оскільки широко використовуються у металургії, космічній техніці, акусто-, мікро-, оптоелектроніці та в інших галузях науки, техніки і медицини [1-4]. Але їх фізико-хімічні властивості залишаються все ще всебічно не вивченими.
Поряд із традиційними оптичними методами дослідження властивостей напівпровідників (інфрачервоного (ІЧ) відбивання, порушеного повного внутрішнього відбивання (ППВВ) тощо), що вже застосовувалися у процесі вивчення монокристалів ZnO та 6H-SiC, важливе практичне значення мають магніто- та електрооптичні методи (засновані на явищах Фарадея, Фогта, Керра), за допомогою яких можна вирішити низку важливих наукових проблем: дослідження будови речовини, створення матеріалів і речовин із наперед заданими властивостями, розроблення методів діагностики тощо.
Актуальним залишається питання дослідження умов збурення та поширення поверхневих поляритонів (ПП) і вивчення їх взаємодії з різними типами коливань (фонони, плазмони) під час дії на напівпровідник однорідного магнітного поля.
Монокристали ZnO i 6H-SiC вибрано об'єктами дослідження, оскільки вони кристалізуються в структурі вюртциту і належать до однієї просторової групи (P63mc). Однак, оксид цинку характеризується значною анізотропією властивостей фононної і слабкою анізотропією плазмової підсистем, у той час як карбід кремнію (політип 6Н) навпаки характеризується незначною анізотропією властивостей фононної підсистеми та дуже сильною анізотропією властивостей плазмової підсистеми [1]. Тому їх зручно використовувати у процесі дослідження властивостей поверхневих фононних і плазмон-фононних збурень, анізотропії оптичних властивостей в ІЧ-області спектра за наявності зв'язку довгохвильових оптичних коливань решітки з електронною плазмою в полярних оптично-анізотропних монокристалах, розміщених в однорідному магнітному полі.
Не дивлячись на численні публікації, на сьогодення недослідженими залишаються зміни характеристик «немагнітних» твердих тіл, типовими представниками яких є ZnO та 6H-SiC, у магнітних полях.
Крім того, використання одновісних полярних оптично-анізотропних напівпровідників оксиду цинку та карбіду кремнію (політип 6Н) для створення низки напівпровідникових приладів, призначених для роботи в умовах дії магнітних полів, потребує дослідження впливу магнітного поля на оптичні та електрофізичні властивості цих напівпровідників у тому числі неруйнівними методами, серед яких найперспективнішими є методи ІЧ-спектроскопії та ППВВ.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами забезпечено тим, що дисертаційне дослідження є складовою частиною проектів: «Розробка методики осадження оксидних плівок на діелектричні та напівпровідникові підкладки та визначення їх оптичних та електрофізичних параметрів» (МОН України, державний реєстраційний номер 0101U000327), «Поляритони в оптично-анізотропних напівпровідниках, діелектриках та структурах на їх основі» (МОН України, державний реєстраційний номер 0108U000112). У зазначених проектах дисертант брала участь у дослідженнях оптичних та електрофізичних властивостей полярних оптично-анізотропних напівпровідників, розміщених у магнітному полі, а також властивостей ПП у цих напівпровідниках.
Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи було теоретично й експериментально дослідити вплив однорідного магнітного поля на властивості поверхневих фононних і плазмон-фононних поляритонів та оптичні й електрофізичні властивості монокристалів ZnO i 6H-SiC при паралельних та взаємно-ортогональних орієнтаціях хвильового вектора, оптичної вісі монокристалів і магнітного поля, враховуючи анізотропію фононної та плазмової підсистем вказаних напівпровідників.
Для досягнення зазначеної мети передбачалося розв'язати такі наукові завдання:
1) розробити математичну модель для дослідження спектрів ІЧ-відбивання та ППВВ за умови дії на оптично-анізотропні монокристали ZnO та 6H-SiC однорідного магнітного поля, врахувавши адитивний вклад фононної та плазмової підсистем вказаних напівпровідників;
2) дослідити спектри зовнішнього ІЧ-відбивання оптично-анізотропних монокристалів ZnO та 6H-SiC за умови дії однорідного магнітного поля при конфігураціях Фарадея та Фогта;
3) методом ППВВ з'ясувати вплив однорідного магнітного поля на основні характеристики ПП монокристалів ZnO i 6H-SiC при взаємно-ортогональних орієнтаціях з урахуванням анізотропії фононної та плазмової підсистем напівпровідників.
Об'єкт дослідження - полярні оптично-анізотропні монокристали з різним ступенем легування, що характеризуються значною анізотропією властивостей фононної (ZnO) і плазмової (6H-SiC) підсистем, які розміщені в однорідному магнітному полі.
Предмет дослідження - процес взаємодії ІЧ-випромінювання з поверхнею оптично-анізотропних монокристалів ZnO i 6H-SiC, розміщених в однорідному магнітному полі, при зовнішньому ІЧ-відбиванні та збуренні ПП фононного та плазмон-фононного типу.
Методи дослідження. Основні методи дослідження, які використовувалися у роботі - метод ІЧ-спектроскопії, метод ППВВ, допоміжний - графічний метод визначення коефіцієнта затухання ПП. Обробка отриманих результатів проводилась за допомогою прикладних комп'ютерних програм.
Наукова новизна одержаних результатів
1. Уперше показано, що під дією однорідного магнітного поля величиною до 100 кЕ на одновісні полярні напівпровідники із сильною анізотропією кристалічної ґратки та слабкою анізотропією ефективної маси електронів (ZnO) та із сильною анізотропією ефективної маси електронів і слабкою анізотропією кристалічної гратки (6H-SiC) за конфігурацій Фарадея і Фогта в ІЧ-області спектра відбивання проявляються додаткові осциляції, пов'язані з переходами між рівнями Ландау. Виявлено додаткові області вибіркового відбивання, які з'являються в спектрах ІЧ-відбивання монокристалів ZnO i 6H-SiC, внаслідок дії на них магнітних полів за орієнтацій Фарадея і Фогта. Встановлено зв'язок між зсувом мінімуму відбивання монокристалів ZnO в магнітному полі з циклотронною частотою та відстанню між плазмовими краями досліджуваних напівпровідників.
2. У монокристалах ZnO i 6H-SiC вперше виявлено прояви магніторефлекційного ефекту. Встановлено, що коефіцієнт магнітовідбивання в ІЧ-діапазоні залежить від величини зовнішнього магнітного поля, концентрації вільних носіїв заряду, коефіцієнтів затухання оптичного фонона та плазмонів.
3. Уперше отримано спектри ППВВ оптично-анізотропних монокристалів ZnO i 6H-SiC, розміщених в однорідному магнітному полі, при різних орієнтаціях хвильового вектора, оптичної вісі монокристалів та величини зовнішнього магнітного поля.
4. Уперше розроблено математичну модель, що дозволяє проводити дисперсійний аналіз спектрів ІЧ-відбивання та ППВВ за врахування дії магнітного поля на оптично-анізотропний монокристал. Отримано дисперсійні співвідношення при різних орієнтаціях одновісного кристала в магнітному полі. Показано, що в монокристалах ZnO i 6H-SiC під дією однорідного магнітного поля, можливе збурення «віртуальної» дисперсійної гілки, яка зі зростанням значення зовнішнього магнітного поля зміщується у високочастотну ІЧ-область спектра. Встановлено, що частота та характер «віртуальної» дисперсійної гілки залежать від концентрації вільних носіїв заряду й величини магнітного поля. Виявлено вплив магнітного поля на плазмон-фононні дисперсійні криві монокристалів оксиду цинку та карбіду кремнію (політип 6H) та визначено початкові і граничні частоти ПП при різних орієнтаціях і значеннях напруженості магнітного поля.
5. Графічним методом визначено затухання ПП ZnO i 6H-SiC при орієнтаціях та напруженостях магнітного поля до 100 кЕ і напрямку . Отримано залежність коефіцієнта затухання ПП оксиду цинку та карбіду кремнію (політип 6Н) від частоти в області «залишкових променів» та проаналізовано її зміни за умови дії на зразок магнітного поля.
Практичне значення одержаних результатів. Серед основних результатів, що мають важливе значення для напівпровідникового матеріалознавства і приладобудування слід зазначити такі:
1. Неруйнівним методом, за змінами в спектрах ІЧ-відбивання, що виникають внаслідок дії однорідного магнітного поля на оптично-анізотропні монокристали ZnO i 6H-SiC, визначено фізико-хімічні властивості вказаних напівпровідників (циклотронну частоту, концентрацію вільних носіїв заряду), маючи відомості про величину та напрям магнітного поля, а також вказано на можливість отримувати інформацію про зовнішнє магнітне поле за відомими оптичними та електрофізичними параметрами цих напівпровідників. Досліджено енергетичні зони, зокрема переходи між рівнями Ландау.
2. Виявлений магніторефлекційний ефект дозволяє широко застосовувати напівпровідники ZnO i 6H-SiC при розробці приладів магнітооптики (магнітооптичних модуляторів світла для обробки сигналів та візуалізації магнітних полів, магнітооптичних перетворювачів тощо).
3. Встановлені додаткові області вибіркового відбивання в спектрах ІЧ-відбивання монокристалів ZnO i 6H-SiC, за наявності впливу на них однорідного магнітного поля, важливі з точки зору виробництва фільтрів, модуляторів, відбивачів та приймачів ІЧ-випромінювання, які можуть працювати в хімічно та радіаційно активних середовищах при дії однорідних магнітних полів.
4. Графічним способом визначено коефіцієнт затухання ПП оптично-анізотропних монокристалів ZnO та 6H-SiC і встановлено його залежність від значення та напрямку поширення зовнішнього магнітного поля і рівня легування напівпровідників.
Особистий внесок здобувача. Усі розрахунки, розробка математичних моделей та програм проведення теоретичних досліджень спектрів ІЧ-відбивання та ППВВ одновісних напівпровідників із сильною анізотропією фононної (ZnO) та плазмової (6H-SiC) підсистем з урахуванням дії однорідного магнітного поля, проведення дисперсійного аналізу спектрів, моделювання дисперсійних співвідношень при різних орієнтаціях монокристалів в магнітному полі та визначення коефіцієнтів затухання ПП, обробка та аналіз експериментально отриманих результатів, формулювання висновків автором проведено самостійно. Постановку задач, експериментальні вимірювання та написання відповідних робіт виконано з науковим керівником та колективом співавторів.
Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертаційної роботи доповідались та обговорювались на таких конференціях: IV МШК “Актуальні проблеми фізики напівпровідників”, Дрогобич (Україна), 2003; ІІІ Українська наукова конференція з фізики напівпровідників, Одеса, (Україна), 2007; V Міжнародна конференція з мікроелектроніки та комп'ютерної техніки, Кишинів, (Молдова), 2007; International School-Seminar “Spectroscopy of Molecules and Crystals”, Beregove, (Ukraine), 2007; Міжнародна конференція “HighMatTech”, Київ, (Україна), 2007; ІІІ міжнародна науково-практична конференція «Матеріали електронної техніки та сучасні інформаційні технології», Кременчук, (Україна), 2008; 3-я Міжнародна науково-технічна конференція «Сенсорна електроніка та мікросистемні технології», Одеса, (Україна), 2008; ІV Українська наукова конференція з фізики напівпровідників, Запоріжжя, (Україна), 2009; Міжнародна конференція HighMatTech, Київ, (Україна), 2009; 5th International Conference «Physics of liquid matter: modern problems» (PLMMP-2010) Kyiv (Ukraine), 2010.
Публікації. Основні результати дисертаційної роботи відображено у 23 наукових роботах, 10 з них у тезах і матеріалах українських та міжнародних конференцій.
Структура і обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу та 5 розділів основного тексту, висновків до кожного розділу і узагальнених та списку використаних літературних джерел. Загальний обсяг дисертації становить 130 сторінок, з яких 114 сторінок основного тексту; 41 рисунок і 17 таблиць, які вмонтовано в текст, та списку використаної літератури у кількості 146 найменувань на 16 сторінках.
2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі обґрунтовано актуальність теми дослідження, сформульовано мету і окреслено задачі, які розв'язано в ході роботи, відзначено наукову новизну та практичне значення отриманих результатів. Розкрито особистий внесок дисертанта та апробацію результатів дослідження на профільних наукових конференціях, описано структуру дисертації.
У першому розділі наведено короткий огляд науково-технічної літератури, що містить відомі на сьогодення результати дослідження оптично-анізотропних напівпровідників ZnO і 6H-SiC, зокрема методами ІЧ-спектроскопії та ППВВ, і дані про вплив магнітного поля на деякі властивості монокристалів.
Другий розділ присвячено опису методики проведення теоретичних та експериментальних досліджень спектрів ІЧ-відбивання та ППВВ одновісних оптично-анізотропних монокристалів, розміщених в однорідному магнітному полі при конфігураціях:
І. Фарадея (магнітне поле та напрям поширення світлової хвилі направлено по нормалі до поверхні кристала):
* оптична вісь кристала паралельна магнітному полю - Іа;
* оптична вісь кристала перпендикулярна до магнітного поля - Іб;
ІІ. Фогта (електромагнітна хвиля поширюється в одновісному напівпровіднику перпендикулярно до оптичної вісі кристала і однорідного магнітного поля ):
* вісь кристала перпендикулярна відбиваючій поверхні при орієнтаціях - ІІа і - ІІб ;
* вісь кристала паралельна відбиваючій поверхні при орієнтаціях - ІІв і - ІІг;
* при орієнтаціях та С - ІІд;
* при орієнтаціях та С, а - ІІе.
У даному розділі наведено розроблені математичні моделі для отримання дисперсійних кривих та обчислення коефіцієнта затухання ПП монокристалів, за умови дії на них однорідного магнітного поля, а також описано графічний метод визначення коефіцієнтів затухання ПП. Обґрунтовано вибір зразків оптично-анізотропних монокристалів ZnO і 6H-SiC і описано вже відомі на сьогодення їх основні характеристики.
Третій розділ присвячено теоретичному та експериментальному дослідженню спектрів ІЧ-відбивання від поверхні одновісних гексагональних оптично-анізотропних монокристалів ZnO та 6H-SiC при дії на них однорідного магнітного поля у конфігураціях Фарадея і Фогта.
Виявлено, що у спектрах відбивання нелегованого монокристалу ZnO (n0 = 9,3·1016 см-3) і напруженостях однорідного магнітного поля в межах 30 ч 100 кЕ при конфігураціях І. а, б, ІІ. б, г, е з'являються нові осциляції, які зі зростанням значень Н магнітного поля зміщуються у високочастотну область (рис. 1), а при конфігураціях ІІ. а, в, д коефіцієнти відбивання не залежать від значень Н .
Виникнення або відсутність нових осциляцій у спектрі ІЧ-відбивання монокристалів ZnO та 6H-SiC, розміщених в однорідному магнітному полі, зумовлено тим, що у випадку поширення неполяризованого світла вздовж магнітного поля електричний вектор хвилі завжди перпендикулярний полю і може бути розкладений на дві рівні циркулярно поляризовані складові з протилежними напрямками обертання. За умови поширення в напрямку, перпендикулярному до напрямку дії магнітного поля, неполяризоване світло може бути розкладене на дві лінійно поляризовані складові - паралельно і перпендикулярно полю. Остання складова зумовлює розщеплення мінімуму у спектрах відбивання.
Крім того, магнітне поле змінює природу оптичних спектрів, викликаючи появу квантових рівнів Ландау. Це зумовлено тим, що коли напівпровідник розміщено в перпендикулярній до поля площині, виникає періодичний рух електронів по колу з циклотронною частотою
.
Отримані орбіти квантовані, тому стани, які відповідають різним енергіям, сконцентровані в дискретні підзони, переходи між якими будуть спричиняти появу піків у спектрі відбивання і магнітне поле буде зміщувати дно зони провідності вгору, а вершину валентної зони в бік менших енергій. Тому підбираючи значення магнітної індукції, можна проводити вимірювання в області частот, що значно перевищують значення . При цьому отримується інформація про структуру зони провідності (валентної зони) далеко від її дна (стелі).
У даному розділі отримано значення частот додаткових мінімумів та максимумів, які проявляються у спектрах відбивання монокристалу оксиду цинку, внаслідок дії однорідного магнітного поля на зразок при різних його напруженостях та напрямках поширення відносно оптичної вісі та досліджуваної поверхні напівпровідника (табл. 1).
Таблиця 1. Частоти мінімумів та максимумів спектрів відбивання нелегованого монокристалу ZnO у магнітному полі
|
Частоти мінімумів, нmin, см-1 |
Частоти максимумів, нmax, см-1 |
||||||||||
|
Конфігурації H, кЕ |
Іа |
Іб |
ІІб |
ІІг |
ІІе |
Іа |
Іб |
ІІб |
ІІг |
ІІе |
|
|
10-3 |
82 |
83 |
82 |
79 |
89 |
--- |
--- |
--- |
--- |
--- |
|
|
30 |
114 |
119 |
118 |
118 |
115 |
69 |
76 |
104 |
103 |
98 |
|
|
65 |
173 |
187 |
186 |
186 |
172 |
148 |
164 |
177 |
177 |
163 |
|
|
100 |
242 |
264 |
264 |
264 |
242 |
228 |
252 |
259 |
259 |
236 |
Встановлено, що вплив однорідного магнітного поля на сильно легований зразок оксиду цинку (n0 = 2·1018 см-3) проявляється виникненням в ІЧ-спектрах відбивання нових осциляцій у діапазоні від 250 до 380 см-1. Проте, як показав математичний експеримент, їх амплітуда та зміщення у високочастотну ІЧ-область при збільшенні магнітного поля, на відміну від випадку нелегованого зразка ZnO, незначні, оскільки домішки в напівпровідниках призводять до розширення рівнів Ландау. За даних умов для задовільного поділу рівнів необхідні сильні магнітні поля.
Показано, що залежність частоти, на якій спостерігається додатковий мінімум (максимум), від значення напруженості магнітного поля, що спричинило його виникнення, має лінійний характер, подібно до «вєєрної діаграми» (залежності частот максимумів магнітопоглинання від магнітного поля).
Оскільки концентрація вільних носіїв заряду в досліджуваних монокристалах 6H-SiC становить 5·1018 ч 1019 см-3, то в спектрах ІЧ-відбивання цих монокристалів у магнітному полі до 100 кЕ проявляються незначні додаткові осциляції при конфігураціях Іа, Іб, ІІб,ІІг,ІІе, а у випадках ІІа, ІІв, ІІд - значення коефіцієнтів відбивання не залежать від Н.
У даному розділі також встановлено характер впливу анізотропії плазмон-фононних підсистем на спектри ІЧ-відбивання монокристалів оксиду цинку та карбіду кремнію (політип 6Н), розміщених в однорідному магнітному полі.
Вперше теоретично та експериментально досліджено магніторефлекційний ефект в оксиді цинку та карбіді кремнію (політип 6Н) за орієнтацій Фарадея і Фогта. Враховуючи, що магніторефлекційний ефект визначається коефіцієнтом магнітовідбивання
,
де - коефіцієнти відбивання світла монокристалом за наявності й відсутності магнітного поля відповідно, встановлено, що у нелегованому напівпровіднику ZnO спостерігаються зміни спектрального положення мінімумів магнітовідбивання за різної величини магнітного поля, на відміну від сильно легованих ZnO, монокристалів 6H-SiC, та діелектриків [6].
Виявлено, що спектри магнітовідбивання нелегованого монокристалу ZnO мають мінімуми на частотах н = 98, 163, 236 см-1, що відповідають частотам додаткових максимумів у спектрах відбивання напівпровідників ZnO (табл. 1, ІІе) при наявності впливу на кристал магнітних полів 30, 65 та 100 кЕ відповідно.
Дослідженнями магніторефлекційного ефекту у монокристалах карбіду кремнію (політип 6H) встановлено, що він спостерігається лише в полях, вищих 50 кЕ, на відміну від монокристалів ZnO, у яких відбувається різка зміна ефекту за невеликого збільшення поля.
Виявлено залежність коефіцієнта магнітовідбивання від величини зовнішнього магнітного поля, концентрації вільних носіїв заряду, коефіцієнтів затухання оптичного фонона та плазмонів оксиду цинку та карбіду кремнію (політип 6H). Показано, що, наприклад, у слабо легованому 6H-SiC коефіцієнт зростає в області менших частот, ніж частоти, на яких він зменшується, в сильно легованому 6H-SiC навпаки. Встановлено, що зі зростанням величини магнітного поля коефіцієнт магнітовідбивання зростає, а мінімум спектра магнітовідбивання зміщується у високочастотну ІЧ-область.
У даному розділі розглянуто приклади застосування отриманих результатів досліджень при визначенні фізико-хімічних властивостей монокристалів ZnO і 6H-SiC та приклади використання даних напівпровідників у деяких галузях науки й техніки. Зокрема, анізотропні полярні монокристали ZnO і 6H-SiC поряд з такими, як Al2O3, , TiO2 та ін., для яких характерна оптична анізотропія коефіцієнтів відбивання при різних орієнтаціях електричного вектора Е і оптичної вісі монокристала С, застосовуються в модуляторах. Так, змінюючи напрям орієнтації оптичної вісі оптично-анізотропного полярного монокристала обертанням його на 90о, реалізується амплітудна модуляція інтенсивності електромагнітного випромінювання за рахунок зміни значень коефіцієнта відбивання в області «залишкових променів». Оскільки магнітне поле спричиняє анізотропію і зміщення проміжків, де R(н) набуває максимальних значень, у високочастотну область спектра, то поряд з оптико-механічними модуляторами можна створювати магнітооптичні модулятори.
Оскільки у результаті досліджень виявлено, що у сильно легованих напівпровідників, розміщених в однорідному магнітному полі, зміни в спектрах відбивання не спостерігаються до наруженостей порядка 5·104 Е, а у нелегованих ( см-3) - у полях менше 30 кЕ, то при визначенні концентрації вільних носіїв заряду поряд з оптичним методом можна застосовувати магнітооптичний метод. Суть якого полягає у вимірюванні спектра відбивання досліджуваного напівпровідника за умови розміщення його у магнітному полі. Тип носіїв заряду (електрони чи дірки) можна встановити користуючись випромінюванням з круговою поляризацією, розмістивши напівпровідник у магнітному полі.
Як відомо, мінімум відбивної здатності в магнітному полі зміщується на величину . Застосовуючи плоскополяризоване випромінювання, визначено безпосередньо із відстані між наявними в даному випадку мінімумами в спектрах ІЧ-відбивання, не застосовуючи додаткових даних про властивості зразка. Встановлено, що у спектрах ІЧ-відбивання монокристалів ZnO, розміщених в однорідному магнітному полі, мінімум відбивної здатності зміщується на величину за полів, не вищих 30 кЕ.
Циклотронну частоту можна також визначити за відстанню між плазмовими краями. Встановлено, що відстань між плазмовими краями у спектрах ІЧ-відбивання нелегованих зразків ZnO дорівнює циклотронній частоті тільки за полів, близьких 100 кЕ. Для полів, менших 100 кЕ, ця рівність не виконується.
Виявлено, що за умови розміщення монокристалів ZnO у магнітному полі у спектрах ІЧ-відбивання з'являються області вибіркового відбивання при деяких довжинах хвиль унаслідок росту коефіцієнта відбивання у вузькій спектральній області (приблизно від 5 до 90 %). Це явище має місце на частоті більшій, ніж частота коливного руху йонів у кристалічній ґратці. Таке вибіркове відбивання забезпечує фільтруючий ефект. Як видно з рис. 1, у монокристалах оксиду цинку при різних магнітних полях смуги вибіркового відбивання не співпадають, а при зростанні магнітного поля вони зміщуються в бік вищих частот, причому чим сильніше магнітне поле, тим яскравіше виражене вибіркове відбивання.
Отже, завдяки магнітному полю в спектрах відбивання монокристалів ZnO та 6H-SiC з'являються зміни, які дозволяють застосовувати вказані напівпровідники на практиці більш ефективно, якщо їх розміщувати в однорідному магнітному полі. Крім того дослідження властивостей одновісних полярних оптично-анізотропних монокристалів спрощується за умови проведення їх у однорідному магнітному полі.
У четвертому розділі розглянуто ПП, які збурюються уздовж поверхні полярного оптично-анізотропного монокристала. Вісь x розміщено в напрямку поширення електромагнітної хвилі. xy площина, яка містить досліджувану поверхню та вектор напруженості магнітного поля і перпендикулярна до хвильового вектора (конфігурація Фогта). Досліджено випадки: 1) 2) 3) . За даних умов отримано спектри ППВВ оксиду цинку. Встановлено, що під дією однорідного магнітного поля відбуваються зміни інтенсивності спектра ППВВ в області прояву мінімуму. Розміщення основних мінімумів в спектрах ППВВ мало змінюється зі зростанням магнітного поля. Як показує аналіз, вони відповідають поверхневим модам за і, очевидно, псевдо- поверхневим модам при вищих полях. Крім того, зростання величини магнітного поля супроводжується збільшенням ширини спектрів ППВВ, а отже, і зростанням затухання ПП. Виявлено, що зі збільшенням ступеня легування оксиду цинку зростає вплив магнітного поля на зразок.
Побудовано дисперсійні криві монокристалу ZnO за орієнтацій та і досліджено їх зміни за умови зростання зовнішнього однорідного магнітного поля до 100 кЕ. Встановлено, що високочастотна дисперсійна крива практично не змінюється за умови збільшення магнітного поля від 0 до 100 кЕ, тоді як нижня дисперсійна гілка зміщується в область менших частот. Крім того, наявність дії магнітного поля на монокристал ZnO призводить до виникнення ще однієї дисперсійної гілки в області частот від 190 до 350 см-1, обмеженої значенням хвильового вектора, яка при зростанні напруженості магнітного поля від 30 кЕ зміщується в область високих частот. Така гілка названа «віртуальною». Показано, що початкові точки для нижньої та верхньої дисперсійних гілок відповідають частотам та , що є розв'язками рівнянь або 0. Асимптоти «віртуальної» гілки задаються рівняннями . оптичний монокристал магнітний напівпровідник
Виявлено, що зі зростанням концентрації вільних носіїв заряду та під дією магнітного поля всі три дисперсійні гілки зміщуються в область високих частот, що свідчить про зростання коефіцієнта затухання ПП.
Дисперсійним аналізом визначено граничні частоти ПП фононного та плазмон-фононного типу при дії на монокристал оксиду цинку магнітного поля. Виявлено вплив анізотропії фононної та плазмової підсистем на кількість дисперсійних кривих монокристала ZnO у магнітному полі величиною до 100 кЕ та напрямком . Показано, що за орієнтації , існує три плазмон-фононних дисперсійних кривих та одна «віртуальна» дисперсійна крива. У той час як за орієнтацій , та , плазмон-фононних гілок дві та одна «віртуальна».
Для монокристалів оксиду цинку з різним ступенем легування проведено розрахунок залежності коефіцієнта затухання ПП від частоти без впливу на кристал магнітного поля та під дією останнього величиною до 100 кЕ та напрямком . Виявлено, що зі збільшенням концентрації вільних носіїв зарядів в монокристалах ZnO зростає коефіцієнт затухання ПП, така ж закономірність спостерігається і у випадку зростання магнітного поля, в якому розміщено досліджуваний напівпровідник, що підтверджує результат, отриманий з аналізу характеру дисперсійних кривих у магнітному полі для зразків різного ступеня легування. Графічним методом визначено коефіцієнт затухання ПП при дії магнітного поля на монокристал.
П'ятий розділ вміщує результати досліджень основних властивостей ПП монокристала карбіду кремнію (політип 6H) при конфігураціях , під дією однорідного магнітного поля величиною до 100 кЕ та напрямком . Встановлено, що збурення ПП фононного та плазмон-фононного типу в 6H-SiC відбувається в околі частот поперечного і поздовжнього оптичного фонона. Показано, що дія магнітного поля на монокристал 6H-SiC при вказаних орієнтаціях практично не викликає суттєвих змін в спектрах ППВВ в області частот 900 ч 1000 см-1.
Виявлено, що коли оптична вісь та перпендикулярна до напрямку поширення і нормалі до поверхні кристала, існують три дисперсійні гілки, одна з яких - «віртуальна». Нижня гілка існує в усьому інтервалі зміни хвильового вектора . Що стосується верхньої гілки , то область існування обмежена умовою . Коли оптична вісь кристала перпендикулярна до поверхні () або паралельна до напрямку поширення (), число дисперсійних гілок збільшується і може досягти п'яти. Одна з них є аналогом низькочастотної гілки і починається за умови . Вказані гілки можуть збурюватися у всьому діапазоні зміни , аналогічно до оптично-ізотропного кристала, або в обмеженому зверху інтервалі його значень. Граничне значення визначається із рівняння .
Дослідженнями затухання ПП в 6H-SiC встановлено, що зі зростанням концентрації вільних носіїв заряду у монокристалах 6H-SiC коефіцієнт затухання ПП спадає. Обернена закономірність спостерігається за умови зростання магнітного поля.
ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ТА ВИСНОВКИ
1. За спектрами ІЧ-відбивання досліджено вплив однорідного магнітного поля на властивості оптично-анізотропних монокристалів ZnO та 6Н-SiC з різним ступенем легування (9,3·1016 ч 1019 см-3) при конфігураціях Фарадея та Фогта із врахуванням фононної та плазмон-фононної анізотропії. За допомогою спектрів ІЧ-відбивання встановлено, що вплив магнітного поля на монокристали 6Н-SiC значно менший, ніж на ZnO. Показано, що при поширенні електромагнітної хвилі перпендикулярно до магнітного поля, а напрям поляризації хвилі співпадає з напрямком зовнішнього магнітного поля, коефіцієнт відбивання не залежить від величини магнітного поля. Вплив останнього проявляється за умови, коли .
2. Визначено області вибіркового відбивання в спектрі монокристала ZnO (59 ч 103 см-1; 145 ч 177 см-1; 230 ч 259 см-1) при магнітних полях 30, 65 та 100 кЕ, що дозволяє використовувати даний монокристал у вирбництві фільтрів, модуляторів, приймачів та відбивачів ІЧ-випромінювання тощо. Досліджено взаємозв'язок між зсувом мінімуму відбивання в магнітному полі та циклотронною частотою, а також відстанню між плазмовими краями.
3. Показано взаємозв'язок між концентрацією вільних носіїв заряду та наявністю додаткових мінімумів у спектрах ІЧ-відбивання напівпровідників у магнітному полі, що є необхідним для визначення концентрації вільних носіїв зарядів безконтактним методом. Встановлено взаємозв'язок між переходами на рівнях Ландау та піками в спектрах відбивання одновісних оптично-анізотропних напівпровідників, які виникають при розміщенні зразка у однорідному магнітному полі.
4. Теоретично передбачено та експериментально підтверджено наявність магніторефлекційного ефекту в монокристалах ZnO та 6Н-SiC при магнітних полях вищих 20 кЕ. Встановлено, що магніторефлекційний ефект у оксиді цинку проявляється на проміжках 90 ч 330 см-1 та 790 ч 810 см-1, а в карбіді кремнію (політип 6Н) в областях 420 ч 560 см-1 та 1080 ч 1190 см-1. Показано, що зі зростанням величини магнітного поля коефіцієнт магнітовідбивання зростає і залежить від орієнтації магнітного поля відносно оптичної вісі кристала та досліджуваної поверхні. Виявлено складну залежність коефіцієнта магнітовідбивання від величини коефіцієнтів затухання оптичного фонона та плазмонів.
5. Розроблено математичну модель для проведення дисперсійного аналізу спектрів ППВВ у разі розташування одновісних монокристалів у однорідному магнітному полі при взаємно-ортогональних орієнтаціях напрямку поширення хвиль та оптичної вісі, яка дозволила виявити:
а) нові дисперсійні гілки в оптично-анізотропних монокристалах ZnO та 6Н-SiC за умови впливу на них магнітного поля та визначити області їх існування;
б) зміну граничної частоти при зміні значення і напрямку поширення магнітного поля та ступеня легування напівпровідника.
6. Методами ППВВ досліджено вплив магнітного поля на властивості ПП ZnO та 6Н-SiC при конфігураціях , ; , , ; , та , , . Виявлено незначне розширення мінімумів та зменшення інтенсивності випромінювання у спектрах ППВВ монокристалів ZnO. Для монокристалів 6Н-SiC таких змін не встановлено. Графічним методом визначено коефіцієнти затухання ПП ZnO і 6Н-SiC та встановлено чинники, які на нього впливають.
ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
1. Венгер Є.Ф. Спектроскопія залишкових променів / Є.Ф. Венгер, О.В. Мельничук, Ю.А. Пасічник. - К.: Наук. думка, 2001. - 192 с.
2. Zinc oxide as an ozone sensor / R. Martins, E. Fortunato, P. Nunes [at. al] // Journal of applied physics. - 2004. - Vol. 96, N 3. - P. 1398 - 1407.
3. Saddow S.E. Advances in Silicon Carbide Processing and Applications / S.E. Saddow, A. Agarwal. - London: Artech House, 2004. - 212 p.
4. Shur M. SiC materials and devices / M. Shur, S. Rumyantsev, M. Levinshtein. - London: World Scientific, 2006. - 334 p.
5. Tarkhanyan R.H. Radiowaves and polaritons in anisotropic media / R.H. Tarkhanyan, N.K. Uzunoglu. - John Wiley & Sons Inc, 2006. - 224 p.
6. Особенности отражения инфракрасного излучения кристаллическими диэлектриками в магнитном поле / [Кравец А.Ф., Джежеря Ю.И., Кравец В.Г., Климук О.] // ЖЄТФ. - 2004. - Т. 126, № 6. - С. 1362 - 1366.
ПЕРЕЛІК ПУБЛІКАЦІЙ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Investigation of ZnO single crystals subjected to high uniform magnetic field in IR spectral range / [Venger E.F., Ievtushenko A.I., Melnichuk L.Yu., Melnichuk O.V.] // Semiconductor Physics, Quantum Electronics Optoelectronics. 2008. Vol. 11, № 1. - P. 6 - 10.
2. Магніторефрактивний ефект у монокристалах ZnO та 6H-SiC / [Є.Ф. Венгер, А.І. Євтушенко, Л.Ю. Мельничук, О.В. Мельничук] // Оптоэлектроника и полупроводниковая техника. 2008. Вып. 43. С. 30 37.
3. Спектры отражения монокристалла 6H-SiC размещенного в сильном однородном магнитном поле / [Венгер Е.Ф., Евтушенко А.И., Мельничук Л.Ю., Мельничук А.В.] // Инженерно-физический журнал. 2009. Т. 82, № 6. С. 11851193.
4. Reflectance spectra of a 6H-SiC single crystal placed in a strong homogeneous magnetic field / [Venger E.F., Evtushenko A.I., Melnichuk L.Yu. and Melnichuk A.V.] // Journal of Engineering Physics and Thermophysics (Springer New York). 2009. Vol. 82, N6. - P. 1211 - 1218.
5. Effect of strong magnetic field on surface polaritons in ZnO / [Venger E.F., Ievtushenko A.I., Melnichuk L.Yu., Melnichuk O.V.] // Semiconductor Physics, Quantum Electronics Optoelectronics. 2010. Vol. 13, № 2. - P. 16 - 22.
6. Поверхневі поляритони в монокристалах 6H-SiC розміщених у сильному однорідному магнітному полі / [Венгер Є.Ф., Євтушенко А.І., Мельничук Л.Ю., Мельничук О.В.] // Оптоэлектроника и полупроводниковая техника. 2010. Вып. 45. С. 61 68.
7. Исследование монокристаллов ZnO и 6Н-SiC методами ИК-спектроскопии / [Венгер Е.Ф., Евтушенко А.И., Мельничук А.В., Мельничук Л.Ю.] // Сборник научных трудов (Грузия. Телавский государственный университет). 2008. - № 2 (24). - С. 30 - 34.
8. Застосування сильного однорідного магнітного поля для вивчення монокристалів ZnO / [Венгер Є.Ф., Євтушенко А.І., Мельничук Л.Ю., Мельничук О.В.] // Фізико-математичні записки: Збірник наукових праць. Ніжин: Видавництво НДУ ім. М. Гоголя. 2007. С. 5 11.
9. Дослідження монокристалів оксиду берилію методами спектроскопії порушеного повного внутрішнього відбивання / [Венгер Є.Ф., Євтушенко А.І., Мельничук Л.Ю., Мельничук О.В.] // Фізико-математичний збірник: Збірник наукових праць. Ніжин: Видавництво НДУ ім. М. Гоголя. 2009. С. 43 - 50.
10. Дослідження поверхневих поляритонів ZnO у сильному однорідному магнітному полі / [Венгер Є.Ф., Євтушенко А.І., Мельничук Л.Ю., Мельничук О.В.] // Фізико-математичний збірник: Збірник наукових праць. Ніжин: Видавництво НДУ ім. М. Гоголя. 2009. С. 50 - 64.
11. Дослідження впливу магнітного поля на властивості поверхневих поляритонів 6Н-SiC / [Венгер Є.Ф., Євтушенко А.І., Корбутяк Д.В., Мельничук Л.Ю., Мельничук О.В.] // Фізико-математичні записки: Збірник наукових праць. Ніжин: Видавництво НДУ ім. М. Гоголя. 2010. - С. 45 53.
12. Дослідження оксиду магнію методами ІЧ-спектроскопії / [Венгер Є.Ф., Євтушенко А.І., Корбутяк Д.В., Мельничук Л.Ю., Мельничук О.В.] // Фізико-математичні записки: Збірник наукових праць. Ніжин: Видавництво НДУ ім. М. Гоголя. 2010. - С. 53 58.
13. Исследование поверхностных поляритонов ZnO в сильном однородном магнитном поле / [Венгер Е.Ф., Евтушенко А.И., Мельничук Л.Ю., Мельничук А.В.] // Proceeding of the 6th International Conference on Microelectronics and Computer Science 1.10.2009 - 3.10.2009. Chiєinгu, Moldova. - Vol. 1. - P. 126 - 131.
14. Surface Plasmon-Phonon Excitations in Uniaxial Semiconductor 6H-SiC in The Presence of External Magnetic Field / [E.F. Venger, A.I. Evtushenko, L.Yu. Melnichuk, O.V. Melnichuk] // IV МШК “Актуальні проблеми фізики напівпровідників”. - Дрогобич, Україна, 23-27 червня, 2003 р. - С.130.
15. Investigation of surface excitations in uniaxial semiconductors with a uniform magnetic field present / [Venger E.F., Evtushenko A.I., Melnichuk L.Yu., Melnichuk O.V.] // Матеріали ІІІ Української наукової конференції з фізики напівпровідників УНКФН-3: Україна, Одеса, 17-22 червня 2007. - С. 185.
16. Investigation of Surface Excitations in Optically-Anisotropic ZnO and 6H-SiC Single Crystals in the Presence of Magnetic Field Using IR Spectroscopy Techniques / [Venger E.F., Ievtushenko A.I., Melnichuk L.Yu., Melnichuk O.V.] // Abstracts of the XVIII International School-Seminar Spectroscopy of Molecules and Crystals “XVIII ISSSMC” 20.09.2007 - 27.09.2007 Beregove, Crimea, Ukraine. - P. 106 - 107.
17. Исследование монокристаллов ZnO при наличии сильного однородного магнитного поля в ИК-области спектра / [Венгер Е.Ф., Евтушенко А.И., Мельничук А.В., Мельничук Л.Ю.] // Тезисы докладов Международной конференции HighMatTech. Под ред. акад. Скорохода В.В., Киев (Украина): Академпериодика НАН Украины, 15-19 октября 2007. - 543 с. (С. 430).
18. IR Reflection Coefficient of ZnO Single Crystals Subjected to Magnetic Field / [Venger E.F., Ievtushenko A.I., Melnichuk L.Yu., Melnichuk O.V.] // Proceeding of the 5th International Conference on Microelectronics and Computer Science 19.09.2007 - 21.09.2007 Chiєinгu, Moldova, Vol. 1. - P. 31 - 32.
19. Дослідження монокристалів ZnO та 6H-SiC методами ІЧ-спектроскопії розміщених у сильному однорідному магнітному полі / [Венгер Є.Ф., Євтушенко А.І., Мельничук Л.Ю., Мельничук О.В.] // Тези доповідей ІІІ-Міжнародної науково-практичної конференції “Матеріали електронної техніки та сучасні інформаційні технології”, Кременчук (Украина), 21 -23 травня 2008. - С. 89 - 90.
20. Вплив магнітного поля на властивості поверхневих поляритонів в одновісних полярних напівпровідниках ZnO та 6H-SiC / [Венгер Є.Ф., Євтушенко А.І., Мельничук Л.Ю., Мельничук О.В.] // Матеріали 3-ї Міжнародної науково-технічної конференції “Сенсорна електроніка та мікросистемні технології (СЕМСТ-3)”: Україна, Одеса, 2 - 6 червня 2008. - С. 249.
21. Исследование влияния магнитного поля на поверхностные возбуждения монокристаллов ZnO и 6H-SiC / [Венгер Е.Ф., Евтушенко А.И., Мельничук Л.Ю., Мельничук А.В.] // Матеріали ІV Української наукової конференції з фізики напівпровідників УНКФН-4 (у 2-х томах): Україна, Запоріжжя, 15 - 19 вересня 2009. - Т.1. - С. 57 - 58.
22. Investigation of the Effect of Uniform Magnetic Field on the ATR Spectra of ZnO and 6H-SiC Single Crystals / [Venger E.F., Ievtushenko A.I., Melnichuk A.V., Melnichuk L.Yu.] // Proceding of the HighMatTech International conference 19 - 23 October., Kiev (Ukraine). 2009. P. 324.
23. Effect of Strong Magnetic Field on Surface Polaritons in 6H-SiC / [Venger E.F., Ievtushenko A.I., Melnichuk L.Yu., Melnichuk O.V.] // Abstracts of the 5th International Conference «Physics of liquid matter: modern problems» (PLMMP-2010) 21.05.2010 - 24.05.2010 Ukraine, Kyiv. - P. 4-4 P.
АНОТАЦІЇ
Євтушенко А.І. Дослідження поверхневих збуджень в оптично-анізотропних монокристалах ZnO та 6H-SiC у однорідному магнітному полі. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.10 - фізика напівпровідників і діелектриків. - Державний вищий навчальний заклад „Ужгородський національний університет” Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України, Ужгород, 2011.
У дисертації наведено результати дослідження методами спектроскопії ІЧ-відбивання та порушеного повного внутрішнього відбивання (ППВВ) полярних одновісних оптично-анізотропних монокристалів ZnO та 6H-SiC при їх розміщені в однорідному магнітному полі та конфігураціях Фарадея і Фогта. Показано, що при дії на кристали магнітного поля, в спектрах ІЧ-відбивання проявляються додаткові осциляції. Вперше зареєстровано магніторефлекційний ефект, розроблено математичну модель, за допомогою якої проведено аналіз спектрів ППВВ монокристалів ZnO та 6H-SiC у магнітному полі та виявлено збурення нової гілки в ZnO і 6H-SiC, визначено коефіцієнти затухання ПП.
Ключові слова: спектр відбивання, оксид цинку, карбід кремнію (політип 6H), спектр порушеного повного внутрішнього відбивання, поверхневий поляритон, однорідне магнітне поле.
Евтушенко А.И. Исследование поверхностных возбуждений в оптически-анизотропных монокристаллах ZnO и 6H-SiC в однородном магнитном поле. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.10 - физика полупроводников и диэлектриков. - Государственное высшее учебное заведение „Ужгородский национальный университет» Министерства образования и науки, молодежи и спорта Украины, Ужгород, 2011.
Диссертационная работа посвящена исследованию методами ИК-спектроскопии и нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО) поверхностных возбуждений в полярных оптически-анизотропных монокристаллах ZnO, которые характеризируются существенной анизотропией свойств фононной и слабой анизотропией плазменной подсистемы, и 6H-SiC, которым, наоборот, свойственна незначительная анизотропия свойств фононной подсистемы и очень сильная анизотропия свойств плазменной подсистемы, помещенных в однородное магнитное поле при конфигурациях Фарадея и Фогта. Разработаны математические модели, которые позволили получить спектры ИК-отражения и НПВО, а также исследовать дисперсионные кривые оптически-анизотропных гексагональных монокристаллов ZnO и 6H-SiC в однородном магнитном поле, когда магнитное поле параллельно исследуемой поверхности образца (конфигурация Фогта), и когда перпендикулярно исследуемой поверхности (конфигурация Фарадея). В полученных спектрах внешнего отражения нелегированных монокристаллов ZnO зафиксированы дополнительные осцилляции, в результате действия на кристалл магнитного поля, связанные с переходами между уровнями Ландау. В сильно легированных ZnO и монокристаллах 6H-SiC, помещенных в однородное магнитное поле до 100 кЭ, такие осцилляции имеют малую амплитуду, поскольку наличие примесей увеличивает расстояния между уровнями Ландау, для переходов между ними нужны сильные магнитные поля.
Подобные документы
Рух електрона в однорідному, неоднорідному аксіально-симетричному магнітному полі. Визначення індукції магнітного поля на основі закону Біо-Савара-Лапласа. Траєкторія електрона у полі соленоїда при зміні струму котушки, величини прискорюючого напруження.
курсовая работа [922,3 K], добавлен 10.05.2013Закон повного струму. Рівняння Максвелла для циркуляції вектора напруженості магнітного поля. Використання закону для розрахунку магнітного поля. Магнітний потік та теорема Гаусса. Робота переміщення провідника із струмом і контуру у магнітному полі.
учебное пособие [204,9 K], добавлен 06.04.2009Характеристика обертального моменту, діючого на контур із струмом в магнітному полі. Принцип суперпозиції магнітних полів. Закон Біо-Савара-Лапласа і закон повного струму та їх використання в розрахунку магнітних полів. Вихровий характер магнітного поля.
лекция [1,7 M], добавлен 24.01.2010Поняття та загальна характеристика індукційного електричного поля як такого поля, що виникає завдяки змінному магнітному полю (Максвел). Відмінні особливості та властивості індукційного та електростатичного поля. Напрямок струму. Енергія магнітного поля.
презентация [419,2 K], добавлен 05.09.2015Сутність і основні характерні властивості магнітного поля рухомого заряду. Тлумачення та дія сили Лоуренца в магнітному полі, характер руху заряджених частинок. Сутність і умови появи ефекту Холла. Явище електромагнітної індукції та його характеристики.
реферат [253,1 K], добавлен 06.04.2009Магнітні властивості деяких речовин. Сила дії магніту та магнітного поля та їх вплив на організм людини. Взаємодія полюсів магніту. Погіршення самопочуття людей під час магнітних бур. Відкриття явищ електромагнетизму й використання електромагнітів.
реферат [16,7 K], добавлен 16.06.2010Магнітні властивості композиційних матеріалів. Вплив модифікаторів на електропровідність композитів, наповнених дисперсним нікелем і отверджених в магнітному полі. Методи розрахунку діелектричної проникності. Співвідношення Вінера, рівняння Ліхтенекера.
дипломная работа [3,5 M], добавлен 18.06.2013Елементи зонної теорії твердих тіл, опис ряду властивостей кристала. Постановка одноелектронної задачі про рух одного електрона в самоузгодженому електричному полі кристалу. Основні положення та розрахунки теорії електропровідності напівпровідників.
реферат [267,1 K], добавлен 03.09.2010Основні положення явищ циклотронної частоти і циклотронного резонансу, що використовуються при дослідженні твердого тіла. Явища, що пов'язані з поведінкою електронів кристала в магнітному полі, експериментальні дослідження феномену орбітального руху.
реферат [2,7 M], добавлен 18.10.2009Історія магнітного поля Землі, його формування та особливості структури. Гіпотеза походження та роль даного поля, існуючі гіпотези та їх наукове обґрунтування. Його характеристики: полюси, меридіан, збурення. Особливості змін магнітного поля, індукція.
курсовая работа [257,4 K], добавлен 11.04.2016
