Золь-гель синтез пленок титаната бария и титаната стронция для применения в структурах нанофотоники и микроэлектроники

Abstract

В настоящее время интенсивно развиваются технологии формирования одномерных, двумерных и трехмерных фотонных кристаллов – структур с периодически изменяющимся показателем преломления с периодом порядка длины волны электромагнитного излучения видимого диапазона. Брэгговская дифракция света на таких периодических структурах приводит к появлению фотонной запрещенной зоны – полосы непрозрачности в определенном диапазоне энергии излучения. Технология формирования одномерных фотонных кристаллов развивается для разработки интерференционных фильтров и микрорезонаторов. Для формирования фотонных кристаллов и микрорезонаторов требуется чередование пленок из материалов, отличающихся показателями преломления, а также контроль толщины пленок. Проводятся исследования свойств материалов, способов легирования люминесцирующими примесями, методов формирования многослойных структур нанофотоники. Среди методов формирования тонких пленок, позволяющих контролировать толщину слоев, значительный интерес вызывает золь-гель метод. Практически не исследовалась возможность применения золь-гель метода формирования пленок титаната бария для получения фотонных кристаллов оптического диапазона. Свойства пленок титаната бария и титаната стронция более изучены для применения в микроэлектронике, чем в фотонике. Титанат бария и титанат стронция обладают высокими значениями диэлектрической проницаемости, титанат бария является сегнетоэлектриком. Титанат стронция исследуется для разработки мемристоров и фоточувствительных структур. Диэлектрическая проницаемость, показатель преломления и ширина запрещенной зоны пленок титаната бария, титаната стронция и других перовскитов зависят от способов и режимов их формирования, что следует учитывать при разработке структур твердотельной электроники и нанофотоники на их основе.