Защищены диссертации 2025 год

ЧУДАКОВ ЕВГЕНИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

Диссертация на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук «Новые методы оптической диагностики тонких пленок» защищена по специальности 01.04.05 – оптика 21 января 2025 г. в Совете по защите диссертаций Д 01.05.01 при Институте физики имени Б. И. Степанова НАН Беларуси

Работа выполнена в учреждении образования «Могилевский государственный университет имени А. А. Кулешова»

Научный руководитель — Сотский Александр Борисович, доктор физико-математических наук, профессор, профессор кафедры физики и компьютерных технологий учреждения образования «Могилевский государственный университет имени А. А. Кулешова».

Официальные оппоненты — Семченко Игорь Валентинович, доктор физико-математических наук, член-корреспондент НАН Беларуси, заместитель главного директора по научной деятельности ГНПО «Оптика, оптоэлектроника и лазерная техника»; Кулак Геннадий Владимирович, доктор физико-математических наук, профессор кафедры общей физики и методики преподавания физики учреждения образования «Мозырский государственный педагогический университет И. П. Шамякина».

Оппонирующая организация — учреждение образования «Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины».

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Разработан и апробирован экспериментально метод бесконтактной волноводной спектроскопии тонких пленок, состоящий в получении (за счет возбуждения слоистой среды сфокусированным лазерным пучком s-, либо p- поляризации) и анализе m-линий, экстремально чувствительных к параметрам наноразмерных пленок на подложках. Особенностями метода являются локальный контроль параметров пленок, отсутствие опорного сигнала и необходимости механического вращения образцов, способствующие стабильности измерений.
2. В результате строгого анализа волновых уравнений установлены соотношения взаимности, согласно которым энергетические коэффициенты пропускания для наклонно падающих со встречных направлений на изотропную плоскослоистую среду с произвольным пространственным профилем комплексной диэлектрической проницаемости волн s-, либо p- поляризации совпадают, а для энергетических коэффициентов отражения подобное совпадение имеет место только при отсутствии в среде поглощения. Применение данных соотношений к проектированию антибликовых интерференционных покрытий показало, что оптимизированное просветляющее двухстороннее интерференционное покрытие обеспечивает примерно в пять раз меньший по величине средний энергетический коэффициент отражения по сравнению с оптимизированным односторонним покрытием.
3. Разработан метод интегральных уравнений для расчета оптических полей s- и p-поляризации в металлических пленках в условиях аномального скин-эффекта. С его использованием обнаружена закономерность, согласно которой компоненты электромагнитного поля, поляризованные параллельно границам металлической пленки, с высокой точностью описываются теорией нормального скин-эффекта, а компонента электрического поля, нормальная границам пленки, испытывает резкое усиление в окрестности данных границ, которое может быть описано только в рамках теории аномального скин-эффекта.
4. На основании развитой теории аномального скин-эффекта предложена уточненная математическая модель эллипсометрии металлических пленок, в которой независимо варьируемыми являются диэлектрическая проницаемость ионного остова металла, плотность и время релаксации электронного газа, а также вероятности зеркального отражения электронов от границ пленки. Применение названной модели к исследованию золотых пленок показало, что стабильной относительно толщины пленки характеристикой является не фигурирующая в стандартной модели эллипсометрии суммарная (учитывающая ток проводимости) диэлектрическая проницаемость металла, а лишь диэлектрическая проницаемость ионного остова металла.