Електродинамічні властивості тонких плівок на основі нелінійних металокомпозитів
Проведен расчет эффективной диэлектрической проницаемости различных композитов, содержащих металлическую фракцию и фракцию нелинейного диэлектрика (НД) керровского типа (диэлектрическая проницаемость НД квадратично зависит от величины внешнего поля). Изучен эффект оптической бистабилъности в плоск...
Saved in:
| Date: | 1999 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
1999
|
| Online Access: | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/42 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Surface |
| Download file: |  |
Institution
Surface| _version_ | 1869291123198918656 |
|---|---|
| author | Grechko, L. G. Goncharuk, Yu. S. Davydova, O. A. Shustov, A. A. |
| author_facet | Grechko, L. G. Goncharuk, Yu. S. Davydova, O. A. Shustov, A. A. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "L. G. Grechko",
"institution": "Інститут хімії поверхні НАН України"
},
{
"author": "Yu. S. Goncharuk",
"institution": "Інститут хімії поверхні НАН України"
},
{
"author": "O. A. Davydova",
"institution": "Інститут хімії поверхні НАН України"
},
{
"author": "A. A. Shustov",
"institution": "Національний технічний університет України (КПІ)"
}
] |
| author_sort | Grechko, L. G. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2018-11-27T09:43:02Z |
| description | Проведен расчет эффективной диэлектрической проницаемости различных композитов, содержащих металлическую фракцию и фракцию нелинейного диэлектрика (НД) керровского типа (диэлектрическая проницаемость НД квадратично зависит от величины внешнего поля). Изучен эффект оптической бистабилъности в плоской структуре такого нелинейного металлокомпозита. Показано, что приложение к тонким слоям (~ 1 мкм) таких композитов внешнего постоянного электрического поля (~ 10 В) может значительно изменить коэффициенты пропускания и отражения электромагнитного излучения. |
| first_indexed | 2025-09-24T17:44:37Z |
| format | Article |
| fulltext |
xl,y*' физикa !l TехIloЛoгиЯ гroвеpхнoсти. l999. Bьtп. 3. С,71--78
У/{К 535.З; 539 2
ЭлeктpоДиrraМические сBoйсTBa ТoнItих lIЛеtloкнa oсIIoBe неЛиIIейньtх lt{ еТaJIЛoкoN{ПoЗи.гoB
.ГI. Г. I-pеuкo, IО, С. Гoнuаpvк, О. А, f!авьldoва, А. А, Illусnlов*
Инстllтут хи]!Itll't t]oBеpХ lloсTи НA Н У кpaин ьr.
.уr Геltеpaпa Haу,пloвa, l7. 0] l64. Кrrев. }'краlrнa* Hациoнальньrti'гехнич еский унивеpситет Укpaиньt ( кП},l )'пp' ГIобельl, ]7,03056, Киев, !,кpaинa
Э"пектpoдинa\тиЧескиe свoйствa (пpовoли-
МoсТЬ' диЭJlекТpI,IЧескaЯ l]poниЦaеNroсTЬ ц т. .Ц.).гollкиx ПЛенoк lla oс}{oве нелинейньtx j\'еТaгIлo.
кolrrПOзиl.oв (HМК) aкTивнo изуuarотся [1_5].
Покaзaнo. ЧTo B TакИх no',,o','n* Пplt oПреде-
.Це}JHЬlх },слoB}lях !]oЗNlo)кHЬl знaЧИтеЛЬHЬlе иЗ-
lvtеIIеtlllЯ BеЛИЧинЬI нелинейной Дoбавки в ли-
ЭЛекТpиЧеской пpoницaе]\roсТи коl,tпoзитir. oбъ.
еNI}laЯ эффективгlaя,цl{ЭЛекTричeскaя ilpOHи.
цaеN,,oс]'Ь по,1обньtх кoN.IПoЗиТoB ё очень вос.
ПpииNtЧиI]a к их МикpoсTрукrypе [2*5] и зaBисиТ
как ol. lll,tэ,lекТpиЧескoй ПpoHицаеr\1oсТt{ Nrе.Г'L,l-
"'tическoli фpакции €u, = С', + it,,,.,, T,aк и o.Г не.
лptнейнoй диЭлектpИЧескo{ ПpoFl}tЦaс\loстti д}l-
эЛек.I.рикa t./ = €0 + Z lЕo l- t Еo _ Лoка.гlЬI]oе
эЛек.ГpиLtесt(oе ПoЛе B диЭЛекTpL4Kе' у- ПoсТo-
ЯHНaя Кеppa Il]). Bе"rиuина ё ТaЮке ЗaвисИТ oТ
oT}loсиTеЛЬньtх oбъепtньIх вкЛaдoB !lеl'alЛиЧе-
скoй фpaкuиtt -J,, диЭЛекТpиЧескoГt *fl и СBя-
зYЮшIеГo _ Jo {f,, - fl + fq : 1)'
I I aл и ч и е в клrо ч е н rr й N'{ еТaJI Л I,l Ll е с кo й ф р a к ш и и
B кo]\{ПoЗИTaХ ЯB.ЦЯеТся пpининoй pезoнaнсi]oГo
IloГЛotl{ениЯ B }lих ЭЛекTpoNtaГнРIТHoГo I,lзЛуЧе-
11ИЯ Ha N,IoДaх Фpелихa с0.' [5-8], сooTtsетсTBy.
totllиХ ЧасToТaN{ ПoBеpхHoсTtlЬlх N1o.ц tstсПК)че.
ний. Ко;lичесT.Bo OJ\ и их Bе-циЧиHЬI сl{ЛЬtto Зa-
BисяТ oT фopмьr вкpaплений [8]. B пpoстейruе;и
сЛ)iЧaе' кoIЦа }iеЛиtlейньtй д,lЭIIекТpиl( сoдеp-
elЛ Г.' Г7эенкo' lО, (' l,оннсцtl',к' О' А- i\авьtdrlса',4' ,,!. ]1h,спсlв,
Пpoвеое.н pасчеm эrflфlекttttlвtlой duэ'lекпtpuческo[t nРoнцI|ае.11()с'Ш1l p(.З.|lu|rr!ых кo'|1|1О:]L!.пtсlв, сodеpэсаLl|u'\ 3rе|11ц..l.1u|rеск',Ю d)p(lкt1tuo u ф1lакцu' ,,u'oun,Йнozo с)tt:э"uекnцlttка (IЩ)кеpPoвскo?О t1l1t|7сl (с)ttэ.tекtttpuчеСка'l пpaнut1ае.'ioспtь Hfl квaОpаntuнrto
'ouuiui,
О|r1 ве-":luчLtньI вI!еtul{е?О no]я)' И'з1'uен эффекm oпtttl,tескoй бtrcitабш.tьн()сmu в n.,toскtlЙс|пpук||1.',pе |1,lакО?o ttе'lttне{lнo?О меmal:toкОl||1ОЗurпа. Пoказсtнo, чnlo |1plL,loJ!сеI!||е кr.|'lОIrкLL\| с,"|loЯ.11 (-l .l|rcv1 lt1uк11х кО.|||,tОЗul|tОв внеt|lнеZo t1Оспloяl1НО?o Э..IекmpI|ческОZo no-Ля (-]0 B) ,ltoэюеm знсrчLl||'Iе-,l|)Iro l,!З.11еtlI|mь кoэффut1ttенt|lьl t1p()I1уcк(7lruя u ОmpсIЭtсе|t|,tя
Э'|lе к|?lp О.|t с1Z н L!l|l t I o Z o LIЗ.,lу'ч е н uя,
)киТ сфеpинеские ]\{еТzLiIЛиЧеские B}LlrЮЧения.
ЧaсТoтa с0.\ Мo)t.iеT бьIть lrar-rДеHa иЗ сЛеj-lУIо]цеГo
сooТHоIUения |6]:
ej,, (оl, )+2е,, =g.
.{иэ,lекrprrнескaя Пpor{ицае]!toсTЬ нелинейной
кo}1ПoilеtlТЬl Е./ За B}lсиT o,г Bе-т]I,lЧиHЬI Лoк'LгIЬ}lot-'o
ПoЛя B,циЭЛектpиЧескoМ BKПЮ.Iении Еn'a с ним
Il oТ BеjIиЧиI.tЬI вHеltl}lеГo tlOJ]я Еu . Это oЗнaЧa-
еT' чТo. tlЗNIеняя Bе.rII.lЧиlJу вlIеliIIiеГo поля Е6,
i\{o)кHo изNlе}lяTЬ lloГ-ll0lllа}oщие и oТpa)кaЮщttе
свoйс'гвa Тaких ПЛсHoк, ПoЛуЧеHllЬtх нa oснoBe
HMК. Эффeкгивнoс'IЬ зTих IIpol{ессoB сyщес.г-
Bенllo ЗaBиси]. oT сTpyктypЬl и сoсTавa HМК.
o.r.;uеr'ипt. rITo иЗ-3a неlrинейной сBяЗИ JtoкzLгIЬ-
HoI.o IItl,'Iя Еu с Е. в ttoдобньtх HMК пpи oпpе.
lIеЛенHЬIХ ЗНаЧrниЯх ПаpaМеTpoB BoзN{oжIlo вoз-
I{икHoBениe эффек.гa oптическoй 6иcтa6иль-
нoсTи t1_4].
Ilaми ПpoBеlIеH paсЧеT эффективньIх элек-
ТpoДинаN{иЧеских ПapaМеТpoB слaбoнелиней-
ньtх liМК. Изyvеньl эффектьr ПpoсBеТЛе}lия и
olr.гическoй биcтaбильtrости (oБ) в плoскoй
сTpукl-},pе I{МК. Пpоведеньt сoоТBеTсTtsytoIЦие
oЦенкt{ нa ПpиNiеpе двyхслoliногo HМК' сo-
сТoяu]еГo l{З сJIoя нелиrtейнol.o Д'иЭЛекТDикa и
с.lloя сеpебpa'
I 999
11
.Ц' Г. Гpенко' IО, С' Гоtt,tаp):к, О, А.,Цавыdoва, А. А. Ilb,сmoв
ЭлектpодинаI}tиЧеские свойствa З.цесь N{aкpoсКoпиЧесКие сpeдние
слaбoнe"пинейньlх кoir,IпoЗllТo"
(Е(r)) ollpедеЛеHЬI кaк сpедI{ие пo
Paссшtoтpиьt n-кo]\{ПotlеHтньlй ltетa-lлol(oIlIПo. N,tfuToN{у oбъему [6]
зиТ ДиэЛекTpиЧескaЯ ПpoницaеМoстЬ кaхtдоЙ l ,
КoMПol]еHТьI кoToрoГo иМееТ BиД:
l\."rЧvlr
Eo = (в1r1) = vJ
Е(r+()dv
(п1rl) И
физинески
x(r) - кубинескaя F{еJ-lиLIейHaЯ BосПp},tиl\{Чи-
и BЬIЧиcJll-tM с ToЧtIoстЬIО дo x BкЛIoЧиTеЛЬItО
BoсТь (кoэф{iиuиент Кеppa [1]) l.кoпlпoHенТЬI.
эЛекTpoстaTиЧескуIo Э}IерГиtо систеlrьr [5].
tlj)- .lrинейrlaя .llrэ,.IекТpl,IчесКaЯ Пpoн}lЦaе- W = [D.Е dV. (7)
NIoстЬ тoй же кoNlllorlеHТЬl' V, _ oбъеьl l-гo
ИспоrьзУя (4), нaхoдим, чтo
t.,' =ЕЫ'*1',,lЕ|r = rl)
= g(t) + X(Ч)lвi,,ll, , i =|jl,Ц € Ч.
..,
г.Це Е(r, ) JIoк€LПЬ}toе эЛеКтриЧескoе пoЛе'
(оt.i) = }ID(r+|fV.
Будеlvl сЧиTaтЬ. Чтo
x(r, ) |r1r' )|' .. е(r 1 ,
W=V(,l',l.' xlЕ,l,)
C дpyгой сr.opоньr, из (5)
W = Щ +.Wo'
г.це о тoйt )ке ToчнoсTьtо
ПoЛyчt{N{:
.vФ)dV =
(6)
= (10)
BкЛtoЧения.
ГIpи о + 0(б _ чaсToTa ПoлЯ Е(r)). пеpе.
МеHнoe пoле Е(r) нaхojlиTся из pеlllениЯ уpaB-
нений
rotЕ = 0; divD = 0;
D = g(r)Е(r) + 1(r)|в1r;|, в1.1, W+=V(x(.l|в,(')l'Еi), (9)
Е, (r) - Лoкtt,TЬHoе Пoле B сpеде пpи
(8)
(2)
ГДе e(r) и x(r) - сooТBе.гсТBуtoЩ}rе Bе,гll,tЧи-
}tЬI, Liз\{еt.lЯ}ot]lиесЯ oT BкЛ[oЧеHиЯ к BкЛtоЧе.
N
tlИ}o B объеме V=.I.V,.Pешение систеМЬl
r=l
уpaвнений (2) в обшеIvl сЛyЧaе yдaеTся ПoЛу-
ЧитЬ лиlxЬ в пpoстейtлltх сЛуЧaях, Поэтому
МЬI pешLrМ зaд&.lУ rtpиблltженнo, испoлЬЗуя
пpиб'ltи,кение эффективньlх эЛeKТpoДиHaN{l{-
tlеских пapaмеТpoB.
Пусть oбpaзец tloМеЩеLt Bo Bt{сtUHее ПoЛе
Еo , нaпpaвлеllнoе B.Ц,оJIЬ ocи ОZ' tlpи 1 = 0 пoле
Е(r, X = 0) = Е'(r) rraхoДvI.ГсЯИЗ ypaвнений
v(е(r).VФ)= g, Е,(r) = -y6' (3)
Сpaвнивaя (s), (9) и (10). Пplrхo.fи\'I к cЛедую-
с ГрaHиЧнЬIN,{и уcлoBияMи
tциI\{ сooтHolllенllяM;
Ф=Фо --zEo нa S,
г.це S --. ПoBсрхHoсТЬ' oГрaниЧивaюЩaЯ oбъепt
i. Ес,ци ввесr.и эффектиBHу}o сре.ц) с эффек-
T}IBнЬI]vrи Пapa\{е.гpaN{И t '1 х. To сBязЬ l\{е)к-
ду э.цектpиЧески]\,l сN.rещеtlие\1 и ПoЛе}' в этoЙ
сpеДе и\{еет RIl.]:
/^\ = /р\ * v l(в\l (с). (4)(D) = t\_r ^l\ /r \ |
Jв(rliв (r)ir r/v =
а.ПoгиЧнo дЛя
З,цесь
v:o
Aн
Щ : tь,r,аr, =
'w-
BеЛиЧиНЬI
j_ lD.(-Еn
I/J
_
}Iv
.[_D ' ЕnФlсlV =
= ф
u1_лoо) 'dS = ф
п1-л,о,; .as
= jv;о1_лoФ,,)]dV :
_
Jпv1л. z)dtrl = V. D. . Е0
Ч, 1tЕ.
.\
lv \ 1',
t
lltl;|Е l _--l"ol v
ns/
;-
L-
r12 l"
v lв,.l =
r Iy(r)iЕ tr '
-
,.I UI V J'- L
пv l ^
=).-zrЕ-, \/"'\
Еi 1r1Av' =
Е.'
/.
12
з''
ЭлектpoдинaIvtиЧескIlе свoйствa 1.oнких IIЛrrloк Ha oсl{oве trе;lинейньtх N4еTaЛЛoкoМПoзиТoь
oтскlдa ПoЛ),ЧaеМ:
'=l"*' t":u'(lu"l')
Ё- -сl_---}l
er l Еfn lсо.l|сo
-,-*-}i+-_ d, -)l ё- d, ; *.х-.)ro I i I r,t'я | i ]€
Е.
(11)
( 12)
Г,це J-, =У,/V . стеrIеiiЬ ЗaПoЛHеHия oбъеrla V
r-й фpакr1ией. Из сooТнolt]еtlИя (1 i) нaкoдиNl.
ч.I.o i' '1\
= |1в: \l =(|Е'.l 7 |\',||
l_i6s _r__ _ _l1L (13)
=-a-'-l., lп^l. r |в.i.,r
.
I ul "
= dёlОе,'
( l 2) пpовести нeлинейHoе pасщеПЛеHие
(l',, |, 'i, )
= К';, I(.;, )' (l4)
Тo еГo N,{o)кt{o Пре.цсTaBI,lT'Ь B BИ.це:
Pис. l. Пpoстейrшиri слунaй двухс'.lоitнoгo не,tttttей-
Hoгo кo]\'IПoзитa Е9 : v/d, где V - llОТеЕiцtl&.l Пplljlo.
жеIlнoгo B}lеtlltlегo лoля, f,,, : d., l,l ' 'l ,,
: d' f tl '
Ha сисTеN'ly ПaДaеТ ЭJIекTрoМaГнltT}laя BО.lIlа
ЧaсToтЬI б' и aN{ПЛиТуlIЬI E,11 E,,. B э,го;rt
сЛ\/Чaе Пpll paсЧеTе эффективньtх ё l,t ! б1,де;vI
yЧиТЬlBaTЬ лиrшь пo.rе Еu,
Использ1'я сTaHдapтHЬIе ГpaliиЧt{ЬIr yсЛoвия
llля пoлей [6]. нaхoдиrl
I -'l' ljllt-tl l. .t+Xlt,l l'-':|Еul.=|1,,+I,,_l |Е.l (l6)
I "n' I
Г
Ес,ци в
Lsl
(ls)
BьIпoлниьtoсTЬ сooTнoшениЯ ( 14) oзtttlчaеr
N{aЛoсT.Ь ф.lryктуaциri -.loк.L.IЬнoГo пOля Е., в t.б-
ЛaсТИ i-гo вкllк).lе|1ИЯ, a BЬIПojItlиlvroсть (6) тре-
бyет ма,roсти не;rинейной .цoбaвки B сooTнot]lе.
ниях (1) oтметlrмl, ЧТo ДЛЯ сТp},кrypЬI. Ilpед-
ставленнoй нa pt{с. 1' эффективtlьIй нелиней.
ньrй кoэффиЦиенT Кеppа pal]ен:
Уpaвнегtие (16) шrожно зaПисaTЬ B BиДе
rzl ^ t\.) t ll -.
^ +/.u^-+ldl
^=)',
(17)
t aк}{}l oOpaзolI. I] Э.l ()\l с.l} Чaе JЛя LIaхo)I(це-
HИЯ Hе,lиlIейнoй tlопр;rвкir .\- к С.i = 80 + х
нaДo B o.Г,ilиLlие oТ с.l\.Чaя с.-laбонелиtrейнoгo
ilМIt pеulить кr'бичесьioе }.paвHеrrие (l7). Этo
уpaBнеt{ие B зaBtlси\loc.ги oT ПapaМе.ГpoB а у| у
I\to)кеТ l,1l'Iе.ГЬ "rибо о:ин. либo тpи Пoлo)I(иTелЬ-
ttьlх,цeiiствиТеЛЬIlЬi,\ кoptlя. Пoсле,цний слyнaй
сoo,IBеТсТB\,еТ ЯB.Пе}lиiО oптическoй бистaбиль-
Hoсtи (ОБ) [1-a; 9] в тaкoй сисТеМе. Испoльзуя
1еopе11} Pа1 ссa.-[.1.pвицa [ 10] п,rох<нo ПpoBесTи
r=
,l_tTlFlF,
r rl
Is|. ё-
I= /,,{-Lr,
Егl
.d,. I
--l Jп - 1 l
сI1+ а.
г|с
Г. =-.'Ас
X =Xlп.,|,, Q =En,Jц+сn;
а,=Reа; , =|7|. zlЕ'!.
Плoская сTpyкТypa
}IN,тк
Paссмtl.гpишl ПЛoск},to сТpуI.(Т\,p)r FlМК. пoкa-
ЗaItI{уЮ нa ptlс. 1. К тoнкot"{ ПЛеI{ке (-1 пrкьr)
ПрIL]o)кенo ГloсToянrloе Э,'lеlтрl{Ческое пoле Е'.,.
"=+ #.
lЕol- i _- t
/3
Л Г' Гpенкс'l' Ю' С' Гoннаpvк, О. А /IавыDoва, А' А, IIIуспtoв
иссЛе.цoBaHие paсПoЛoжеHиЯ B кo\1ПЛексt{oи
ПЛoскoсTи х = х, + i ,х,, кopней уpaвнения (1 7)
в oбщем сЛyЧaе. Бoлее ПpoсTЬlе yсЛoBия BoЗ-
никновения oБ N{ьl ПрИBеДеN{ B сxеД}}oшlеNl
paз.цеЛе' a ЗДесЬ oТ]\{еTиN' ЛиlIJЬ' ЧТo ес"1и длиHa
BoЛHЬl ПaДa}oщегo излуuеrrия }' > d (d : d, +
.1 dz - ТoЛщинa пленки), To paсчеT э(rфективной
,:I,иЭJIекТpиЧескori ПрottиЦaе]\Ioсти t кo]\IПoзита
B ЦеЛo\I N,to)K}io ПpoBести, ИсtloЛЬзyЯ ( 1 l) |1
сТа}liTapTHЬIе ГраниЧHЬlе !,сЛoBия ДjIЯ Э.lеit.ГpиЧе-
скl,rх I-lолей [6]' Это лaет:
( 18)
Фоpьrульl (16}{l8) в кoмбинaЦии с BЬlpаiкениеNt
для кoэффиЦиеFITa пpolryскaния [6]
Еn,=Е*_
сrl(o+ iu) '
(20)
Где t.- flП pеtшетки' 0)p_ ПЛaзМеЕlнaя ЧaсToTa
еЛекТpoнoB, ? D - их ЧaсT0тa стoлкнoвениЙ.
C y.rетoм (20) из (17) нaхoлиМ' Чтo BеЛl{Чинa
a B уpaBнеHиw {17)
t"
,( t', )n _ c _
'
l г _. .-- l =и-U0,-] |"с |
lt сc(rll+/t;),
(t r Y )
-lt.___-'
..-.--Ll--_--l- ,
[,: ,, +у, z(z2 +у, ) ),
(21)1Гf- .|tt Jл]
ё tu Е,,
I
I-
I
U,'
L--1 б.
oO_ с L:,-_ .r . г )
J
t)
l/
-
-
I_
GI ..P
| ц,i ехp( _ik., / ) l.
=
it',-г ;рr-t.л.тг,.' .щйаli ( 1e)
' ПoЛ-- t: ', й-1 /
Г.1е n='!Е=n+IК.,=?' ku=Y,,
n+r
нoстЬro pешJaЮT пpoблему Пpoхo)l(деI]ия эЛек-
тpoмaГнитт{oГo иЗЛyЧеHия чaсТoТЬI 0J ЧереЗ Totl-
кyrО ПЛенкy HМК lrpИ ПриЛo]+(еl{ии к ней пo-
стoянHoГo BHеlxtlеГo ЭЛеKТpиЧескoГc ПoЛя BеЛи-
чинoй tо. HеoбхoдиN,to зa\,lеТиТЬ, ЧTo pеtIJеI.iие
этoй пpoблемьt Г()paЗдo слo;кней. есЛи не
BBoДитЬ yсJroBие )" > d [10] [lpоведеннaя
нaМи ol{еitкa j{Ля nлoской сTpyк'ГypЬI, Пoкa-
зaнrtой нa рис. i, Пpи знaчеHии ПapaNIеTpoB
@P = l,46.l016C_l, U.= l,68.l0l4с*r, s. =4,5"
Ео = 6 , х= \0_8 еsu и d l)' = 1l2 lцajla ЗнaЧения
Т * 40 o/o пpи Еo: 105 B/м. Пpи дpyгих кoнфи-
Гуpaциях сTрукTypЬl LJMК, кoэффиuиеr*т Т
N,lo)I(еT бьtть ДoвеДеH дo зHaЧениЙ -8О oh.
Oптическая 6истaбилЬtloсТь
в плoской сTрукTypе нMк
Пpoведешr Детa',rьньlЙ aHaJ|Из paсПo'lo)кения
коpней ypaBнения (17) в кoь1ПЛекснoЙ плoскo-
cТи .,L.-. т.lpедПo,]aГaя, чTo диЭЛекТриЧескaЯ Прo-
Hи цaеlloсTЬ (t{П) с вoбo,цI{Ьlх ЭЛе кТpoНoв ]!1 еТа-Ц-
Лa и]\,tееТ вид [6]
1t
,Ц.а-'lьнейший aнализ yрaBHения (1 7) rlpoвелен
Пo llfеTolly, иЗЛО)кеI]Hoшrу в Пpилoхtении' Э,тoт
меToд B Зa.цaЧaх пoдобнoго ТиI]a ПpOtце пряI\4oгo
МеТoДa Pауссa-Гуpвиua Il0]. B сoгласии с эТиIи
метollo\'1, ypaвнеHие (17) имеет l.pи ПoЛo)ки-
TеЛЬHЬlx Действительньtx кopHЯ (oптинескaя
бистaбlrльнoсть) пpи BьIПoлHе}tии сjiе/{y[oщих
ус'повий (ГI.8)
с,, <-J\on; v(,,) < /|Еol, < v("' ),{zz)
Где .тi _ ьtеньrлий, d X2_ больrший КopепЬ yрaB-
t{ениЯ
3х2 + 4а,х +lo|, = о, (23)
| . , 1? , 1 ^ r I I 12 'a v(.Y) =|J /Е^l (х" + /.u х- + l(1l .Т).
Paссмoтpиьt бoлеe .цетaлЬнO IIеpBoе }с,loBие
(22). Из oTpицaTелЬнoсти с/ сJlеll}еT. чтo oБ
Boз'IoжHa ЛиЦIЬ B oблaсти ЧaсToТ =, < ,,' _ у' ,
Кpoпlе тoГo. эTo yсЛoBие Мo)кIto Пpе.]сTaBиTЬ B
Bи.це:
z'-z(zi -y')+ J1^rri <o (24)
кopниПp, Y -+ 0 уpaBнеHие (21) иl1ееT
zl = -|, zl = 0, Zз =\, и неpaBеHствo (24) вьl-
ПoЛHяеTся Пpи уcЛoBt,IИ. чТo Чaстola ; Ле)l(иT B
иHTеpBа-'lе 0<z<i.
,,***--" "---ffs""--
JЛекТpoдинaN,tиЧескl'Iе сBoЙсTвaтoнкI,lх llJlеlltlк нa oсгlOве }lсЛltLtеi'lнЬl.\ N{еТaj1Л0кoN{l1o3l,1toв
" 0005
{t
Рис.2. Зaвlrси;rtoсти.. а -_ ,\
, ,. ,n|б ' ...1014гJl, = l. +o, |U U = l.о6
t tl r rl
= l|Е,, I oт z |Еu l
Ео = 6' t]- = 4.5 прrr
004
001
0.0 2б
9.02
0 01
0 005
0
б _ l,l(-т1 )' v(х: ) oт z = т.lт: p I1"I1Я
7 = }.,i'|.,,, =1', 5(.7t _О'1167. f,, =0'83])
знaчеtIий пapal,tr]TnoB
Если oГpaниЧиТЬся IIиlI]ь ЛИHейнЬlNlI,l Пo т
ЧЛеHaМИ B {24), To HеpaвеI-iсТBo (24) BЬIПo.rlHЯеT-
сЯ лИrUЬ Пpи
2
Y < ;-*.; :1 < z < z-,' (r, > 0), (25)
9-
ГДe z2 И Zз- ПoЛo)кt{TеJIЬI{Ьtе кopни уpaвнеt{i,Iя
(24). Злесь [1 1]
(26)
.Гaкипt
oбpaЗONt, При BЬIПo.']нении !сЛoBIrй
(25), a TaЮ'I(е BTopoГo HеpaBеHсTBa B сooTHo.
I.llениЯх (22,) в ПЛoсКoй сТpyкТуpе HМК появ-
ЛяеT.cя otl'Г!lЧескaЯ бистaбильность. IIpoЯB-
Ля}oЩaяся в S.обpaзнoй ЗaBl{сtl}'oсТи J O'Г .y
(pис. 2)' Кpllти.tескoе ЗHaЧеH}1е BtIеlxHеГo llo-
t- I lля |Е.,| ,, на\oдиТся из сooТHoшjеtlия (П l0) и
иN{ееT BиIl
(2'/)
oблaсти бrtстaбильtloсTи ДЛя НeкoTopЬIх зHa-
.tений rlapa]\tеTpoB сTpукTурьI ПpиBеденЬI Ha
ptlc.2 vl 3' oтшtетиlt' ЧТo кpliBьIе нa pl'{с. 2' б иЗ, б
ПеpесекaiО.Гся дB.l,кlцЬI: B ТoЧкaх Z2 И Z j" ПpиЧе]\{
кop}rи уpaBнеHиЯ (24) мя oЛyЧaя |: 115 (pис. 2)
paBHЬI z,э = О,02 . z!. = О,|59, a Д'I1я сЛyЧaя
/:5 (рис' з) Z: = 0,02 . ,,,,= 0.408.
Из пoлy.1gttнЬIх pезуЛЬl.aТOB сЛеllу.еT. ЧТo -цля
сЛ}.Чая f : 1l5 (pис, 2) кpиТиЧескoе знаrIеHие
Bl{еttlнеГo tloЛя Еi], IIpи кol.opo]lt BoЗникaеl. oft-
Тическaя бистаби'rьнoсl.Ь, oгlpе/lеЛяеТся из сo-
t'- I l
o.ГllolllеHиЯ 7.|Е,,| -,= 0,005 и Пpи вoзpaстaIlии1/
(ушtеtIьutени}{ i\,Iе'ГaЛЛиI]ескoй фpaкuии) еГo ве-
-Цt1Чltнa BoзpaсТaе.г. oтrtеr-им, ЧТo с BoЗpaс.ГaНИ-
еN{ Зa.Гухa}iия y B сисTеМe oПTиЧeскaЯ бистa-
би.lЬн.lсть в ней пpи у >%:' исчезaеТ.
I 12|Г |', _ |"л] |
L,, -| |
I f ,,,1
в[r
-;l rtt\,2.
zо |п,1
2=
tiJl
i .)'
-L]
-1,/
2 (a't
_,--_Ltrst
-1.' |э . l 1 J1,/J \ J,/
2 (u п'j
IL t^ a r'
VJ \J Jl
с).',/. v./
COS(I. = -- '/
^
/7
./. / -s
75
Л. Г. Гpенкo' IО' С. Гoннаp1,,к, О' А ,Цавьtdoва, А' А. IIJусmoв
800 -: ri2
zPа
|
a
Prlо. J. ЗaвlrсиMoсти, пpе.цстaBЛеItнЬIr нa Prtс. 2' дзя J'=J l' = 0's33.
б
-f,,=О.167) пpиz:0,|
Taким обpaзошl. HaNI}r paссЧ}l,ГaнЬI эффектив-
HЬlе ЭЛекTpo;циНaМllЧеские хapaкТеpисТl,lки
сJ]aбoнелинейHЬIх HМК пpoизBoЛЬ}1oГo сoсТa-
Ba. lцеTaЛЬнo ИЗучеI{ЬI oПТиtlескИе сBOйсТBа
ToHкИх ПЛеl{oК' кoTopЬlе сoсToяТ из .цBу'х кo]\1-
пoHенТoB: ]VIеTа.IIЛ и Hе"тIиHейHЬIй Дt{ЭЛекТpик
кеpрoBсKoГo ТиПa. oтшtетип,t, ЧТo Bi!'есТo tlpи-
.iloiкеI]ия ПoсToяtlF{oГo эJIrкTpиЧескoГo ПoЛя в
,цarrHoй систеNIе Nto)кЕIo ИсПo,ЦЬзoBaTЬ }lепo-
сpе.цсTBrHHo Пo"це l]ЬIсoкoЧaсToТriоГo из,ЧУЧr-
HИя, кoTopoе сaN,{o сoЗДaеT неoбхojlиN'lЬIе FIе.
Л}IHейHЬIе эффектьr. oЦенки Пoкaз;Llt,I> чTo Пpи
ПpoaнaлизиpyеМ paсПoЛo)f(ение и .цBи)кеI{ие
кopHей К).бическoгo ypaBнrHиЯ Bи.цa
х3 +сlх2 +bх_у=g (П.1)
B кoIvIПЛексHoй l]ЛoскoсТи х = х,+ lJс, в зaвиси-
\1oс'ги oТ иЗI!{еFIеHия ПapaN,lеTpa у> 0. B уpaв-
t]е}lии (Il.1) a и b_ ДейсTBиTеЛЬнЬI' ПриЧеNI B
HeшеN{ сЛyЧaе b>a, a .1 N{o)ке.г иМеТЬ:rюбой
знaк' B ЭТoй с.тaTЬе нaс }lHTеpес,}'еT BoПpoс * Пpи
к3к!1х \.С;1oBИЯХ, HaЮ'1а.цЬIBaеI!IЬIх I]a кoЭффици.
..t]ТЬl ./. b и у, урaB}rеHие (П.1) имеeт тpи (двa)
lL-Г].ТBllТе.*IЬHЬIХ ПoЛo)киТеЛЬHЬIх кoptlя. Из-
5r.jltl.l i9l. нто ()ТвеT tla вollpoс даrT .Геopе}1a
?'l.i;сз_l \ рвиЦa, t{:J кo.гopori сЛе.цyеТ, нто (t1.l )
l1.,l]'сТ трtt (.]вa) деЙс.ГBи.IеЛЬF{Ьlх кoрI]я Iipи BЬt-
Пl... i:с Н l] il r с.lовt-tit:
.)< . ;>(-). i.>0, аb+уsQ. (П.2)
lб
ТoЛI]Iине ПЛеttки в 3000 A неoбхoдиМo Пpи-
Лo)киТЬ к ПЛеHке ПoTенциaЛ - з B, чтобьI дос-
TиГH}TЬ знaЧеHI,lЯ ЛoкaЛЬHoГo пoля Е6 * l0,
Biшl' пpи кoTopoМ эффект llpoсBетЛения пЛr-
Hoк Nto)ttеT сТaТЬ ЗHaчиTелЬtlЬII\{. .{етaльнo ис.
сЛедoBaн МехaHиЗNl oпТическoй бистaбильно-
сTи B ПЛoских пЛенoЧнЬIх сTрyкТypaх Taких
HMК' PaссчитaньI B ПЛoскoстИ Eo _б Гpaни-
цЬI oбЛaсти бистaбильнoсТи B зaBисиМoсTи oт
Пapai\{еTpots сисTеl\,1ЬI' a Тaкже S.oбpaзньrе зa-
r- r2 l- t2
BисиvloсТи 1|Е, |- oт / lЕo l
IIPИЛoКЕ,HИЕ
Где D _ дискpиМиHанT урaBнения (П. 1 )
z -.rЗ z l] зll--t\ (q\ аD=lL I +l=,,ti=-.-+o;- \3/ \,2i 3
^(
o\' аb
q = /|
. l _::__ у' (ГI.3)
,tat f
\J/ J
Эти условия .цoвoЛЬrro сЛo)I(нЬ] для aнaлизa. B
сТaTЬе BoсПoЛьзуемся бoлее ПpoсТЬIN,l ПpиеМoМ
[8]. Из гpафинескоГo aнaЛизa ypaвнения (П.1)
следуеТ, чTo эTo урaвнеl;ие иМеет тpи (двa) дей-
сTBите,rlЬнЬlх КopНя' есЛи тoчКи экстpеьlyма (ес-
.Iи oHи с}ЩесTB)'toт) ф1'нкuии
У=х3 +()х2 +bх
ПoЛo)t(иТе,цЬtIЬl' T. е.
(П.4)
(П'5)Jr>0; Jr>01
ЭлектpoдинaМLlЧескIlе свoйствa l.oнкpiх Il.Пе}toк нa oснotsе нелliнеЁtньtх ]\{еTaJlJlol(OМпo3иТoB
и При ЛЮбoМ ЗaДaHHotr,{ зHaLIеHии ]l,0 oIlo Леil(t,lT.
B иtlтеpвirЛе
уtх) З -vo S 1,(.r,), (П'6;
ГДе x' S x,. l}ш (П.l) эти yсЛoBия ПpиHИMatОт
Bиll
(
| а<_хl3b, (Il.7)
ly(.т.)S-t.o(l(.rl).L"'''.
lГ r -.']
гле y(х,) = _+l Ql2 *Зb1х, -+|, i =\,2,ql' 1l.L-J
oтскl.ца HaхoДиIи инTepB'lЛЬl. в ко-гoрьlх (П. l )
иN{ееT тpи (лва) Действите;lЬНЬIх кopня
.,
A(х): Xl_Xl=1(n, -3b)'
.. (П8)
J
4^
A(y) = y(хr) --y(-r, ) = j=qа2 - зb).,. .
27'
oтпlетипt, Чтo Гlpи а, - зb=О, l.] = jrl =-{^r И
Уz_ll=Уup,IlpиЧе]vl
n/' , --"t/.Y*, = -7З ' .l'дr _.,/zl. (П.9)
Знaченrrя х*p, У"р oПpе.цеЛяiоT криTиЧеские ЗНa-
ЧеI1ИЯ х|4 у1 Пpи Ko'гopЬIх BoзI]икaеT сиryaЦия
Пoявле}lия тpех дейстBИTеЛЬнЬlх Гloлo,кltTеЛЬ-
ньtх кopней YpаBнеHия (П 1)
Лптерaтуpа
Riсаrcl D, In: Nonlinеaг
Г)сviсеs' Еd. bу Flrtzаllrs С
Springеr, l986. P. l56_160
Kаlуапiv,аl|а ,\.-, I],:l.l'.s J-
boim M. ll i/ Ph)s. Rеv.
Р.5613-562l'
Hаtts J" I|,, Kа11.аtзittuilLl '\,
oрt. Soс. Arnеr. B' 1989.- 6.
Lеt,у О', Bеrgmап D, ,,,' Рhrs
N ll.*P.'t189-'7192.
Strotld D., Wоod Vаn Е. |i J
1989.- 6, N 4. * P. 1'78-786.
Optiсs: Мatеriа] and
oudогd j. I,' - I]егlin,
I tlguvа
1990.-
Birn-
N 9.--
Ittgttl'сl R' еt al.
N .1 P 197 807
. Rеr . B' 1994._ .19.
). Sос, .\lllег, R
Grесhko L' G., Zаrko L/, l., hftltriсh
Kinеt. Сatal. Lеtt.- 1993.- 50. N
I 88.
Сrесhko L. G,, Lеуаndovskii V- G''
tl
ll
Rеасt.
l,. lEз_
8.
Ilоlokh V. |v ll Adsorption Sсiеnсе
log}. - |996.- 1,l' т{ 6. - P ' 36з_з.7з.
\|tltr;сil |. L'.
and .l
есhllо-
Гpенко Л' I-, Буptlй О. B', Ма.,,tьнсв В
doвo О' О' li Укp' фiз' жypн.- 2000._
С.38_45'
9. Ланdа Л. С' Aвтoкoлебaния в систеп,raх с кOHеtl-
ItЬINt числoм степенеri свoбo.цьt' - M.: Har кз'
r 980.
|0' Аgаtэ+,аl G, S,, Guptа S. D llPhуs. Rеv. А.-
38^ N i r.- P. 5678- 5687.
|1,Кopн Е., Коpн Z Спpaво.rник Пo N{aтеМaтl,lке
дЛЯ нaучнЬtх paботнltкoB rI ин)кеЕIеpoв.- N,I.:
Haукa, 1984.
Пo,зуненo 20.09 98
.\1
J5
*Ц!.iщ
II. Г' Гpенкo, IО' С', Гoннаp\,к, О. А. !авыdoва, ,4. А. IIIуcmoв
Електpoдинa}tiчнi BЛасTиBoсTi тoнких п.ЦiBoк нa oснoвi
нелiнiйних }rеTaЛoкorrпозитiв
Л. Г. I-pеuко, IО. С. Гoнuаp1,К, О. А. /Jавttdова, А, А. llJусmoв
Пpoвеdенo poЗpахунoк ефекпluвнoi. diе.lекmpt'tuнсli пpoнttкttoсmi piзнuх кО.\||IОЗumiв, lцo
.Miсnяmь меtttсшiuн1, фpакr1iю i Qlpсlкt;iю нелiнiЙнozo diезекnpuка (HД кеppiвськoz'o nш.
пу k)iе.,tекпIpltчI1сt пpoнttкttiсtпь H! кваopаmuчнО 1(Lrl€Jr{|U||1|э вid ве-zuчttнtt зoвнiutltьo,:o
nО]я)' Buвченo ефlекttt oпmuчно| бiсnшбi'uьнtlсtпi в n.цсlс,кiЙ c,пtp1,кnчv1li nlакoeo нелiнiйнo-
?o '1|1е|?1(L1Окo'I||1oЗl|||1)'. Пoказсtнo, tt|o npl|к-rlаdання do пtoнкttх (-1 ,uкu1 u,tаpiв nшкш\
кo'ltttoзtttttiв зовнitltньo.:О е.7ек||lpL|LlI1Оеo ||oзЯ (-l 0 81 ,vОJr{,е :]I!ачнО з'l,tiнumu кoефiцiснnlu
ПI,oll'I.L'Ксrtlttя l|ld вidбllвuнlrЯ е.lекl|l]lo.ltu,'нittttttllo вunpo.ttitlIr)вс!l1н'l'
Еleсtrоdynamiсal prоpertiеs оf thin films basеd оn nonlinear mеtal сompositеs
L' G. Grесhkо, Ytt. S. GoпсLLаr.ttk, О' А' Dсlvl,dol',а, А. А. Shustov
Саlсttlсltioll o|" еlfесtivе pеrmittiviф oJ'vаriоtts' сotttро'sitеs сottsistеd af а mе|аl апd non di-
еlеctriс $iD) of Kеrr tуpе is pеtforrпеd fоr thе саsе сlf quсtсll"аtiс dеpепсlеnсу of ND pеrmi|.
rivit1, oп |hе vсtlttе of ехtеrпаl fiеlсl Thе еffесt o;f optiсаl bistаbilitу in thе пoп|inеаr mеtаI
сotttpositе оf а plапе S|ruct|lrе is studiеd. It is sholуtt thаt аpplуjцg сlf сonstаnt ехterпаl еIес-
triсfield (-|0 I/1 to lhiп lсlуеrs (-1 7-ttп1jJ thе сorupasitеs nry ghсlrlgе sulfiсiеntlу thеir еlес-
|r orn а gп е t i c а b's or p t аn с е аll d r еfl е с t сtп с е с o еffi с i е tl t s.
|
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-42 |
| institution | Surface |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-09-24T17:44:37Z |
| publishDate | 1999 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | surfacezbircomua/de/dd33b18f58b6235ed80cd9f566992fde.pdf |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-422018-11-27T09:43:02Z Electrodynamical properties of thin films based on nonlinear metal composites Электродинамические свойства тонких пленок на основе нелинейных металлокомпозитов Електродинамічні властивості тонких плівок на основі нелінійних металокомпозитів Grechko, L. G. Goncharuk, Yu. S. Davydova, O. A. Shustov, A. A. Проведен расчет эффективной диэлектрической проницаемости различных композитов, содержащих металлическую фракцию и фракцию нелинейного диэлектрика (НД) керровского типа (диэлектрическая проницаемость НД квадратично зависит от величины внешнего поля). Изучен эффект оптической бистабилъности в плоской структуре такого нелинейного металлокомпозита. Показано, что приложение к тонким слоям (~&nbsp;1&nbsp;мкм) таких композитов внешнего постоянного электрического поля (~&nbsp;10&nbsp;В) может значительно изменить коэффициенты пропускания и отражения электромагнитного излучения. Проведен расчет эффективной диэлектрической проницаемости различных композитов, содержащих металлическую фракцию и фракцию нелинейного диэлектрика (НД) керровского типа (диэлектрическая проницаемость НД квадратично зависит от величины внешнего поля). Изучен эффект оптической бистабилъности в плоской структуре такого нелинейного металлокомпозита. Показано, что приложение к тонким слоям (~&nbsp;1&nbsp;мкм) таких композитов внешнего постоянного электрического поля (~&nbsp;10&nbsp;В) может значительно изменить коэффициенты пропускания и отражения электромагнитного излучения. Проведен расчет эффективной диэлектрической проницаемости различных композитов, содержащих металлическую фракцию и фракцию нелинейного диэлектрика (НД) керровского типа (диэлектрическая проницаемость НД квадратично зависит от величины внешнего поля). Изучен эффект оптической бистабилъности в плоской структуре такого нелинейного металлокомпозита. Показано, что приложение к тонким слоям (~&nbsp;1&nbsp;мкм) таких композитов внешнего постоянного электрического поля (~&nbsp;10&nbsp;В) может значительно изменить коэффициенты пропускания и отражения электромагнитного излучения. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 1999-06-07 Article Article application/pdf https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/42 Surface; No. 3 (1999): Chemistry, Physics and Technology of Surface; 71-78 Поверхность; № 3 (1999): Химия, физика и технология поверхности; 71-78 Поверхня; № 3 (1999): Хімія, фізика та технологія поверхні; 71-78 3154-8091 3154-8083 ru https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/42/41 Авторське право (c) 1999 Л.Г. Гречко, Ю.С. Гончарук, О.А. Давидова, А.А. Шустов |
| spellingShingle | Grechko, L. G. Goncharuk, Yu. S. Davydova, O. A. Shustov, A. A. Електродинамічні властивості тонких плівок на основі нелінійних металокомпозитів |
| title | Електродинамічні властивості тонких плівок на основі нелінійних металокомпозитів |
| title_alt | Electrodynamical properties of thin films based on nonlinear metal composites Электродинамические свойства тонких пленок на основе нелинейных металлокомпозитов |
| title_full | Електродинамічні властивості тонких плівок на основі нелінійних металокомпозитів |
| title_fullStr | Електродинамічні властивості тонких плівок на основі нелінійних металокомпозитів |
| title_full_unstemmed | Електродинамічні властивості тонких плівок на основі нелінійних металокомпозитів |
| title_short | Електродинамічні властивості тонких плівок на основі нелінійних металокомпозитів |
| title_sort | електродинамічні властивості тонких плівок на основі нелінійних металокомпозитів |
| url | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/42 |
| work_keys_str_mv | AT grechkolg electrodynamicalpropertiesofthinfilmsbasedonnonlinearmetalcomposites AT goncharukyus electrodynamicalpropertiesofthinfilmsbasedonnonlinearmetalcomposites AT davydovaoa electrodynamicalpropertiesofthinfilmsbasedonnonlinearmetalcomposites AT shustovaa electrodynamicalpropertiesofthinfilmsbasedonnonlinearmetalcomposites AT grechkolg élektrodinamičeskiesvojstvatonkihplenoknaosnovenelinejnyhmetallokompozitov AT goncharukyus élektrodinamičeskiesvojstvatonkihplenoknaosnovenelinejnyhmetallokompozitov AT davydovaoa élektrodinamičeskiesvojstvatonkihplenoknaosnovenelinejnyhmetallokompozitov AT shustovaa élektrodinamičeskiesvojstvatonkihplenoknaosnovenelinejnyhmetallokompozitov AT grechkolg elektrodinamíčnívlastivostítonkihplívoknaosnovínelíníjnihmetalokompozitív AT goncharukyus elektrodinamíčnívlastivostítonkihplívoknaosnovínelíníjnihmetalokompozitív AT davydovaoa elektrodinamíčnívlastivostítonkihplívoknaosnovínelíníjnihmetalokompozitív AT shustovaa elektrodinamíčnívlastivostítonkihplívoknaosnovínelíníjnihmetalokompozitív |