Фундаментальные проблемы современного материаловедения,  2020,  том 17,  №1, 91-96

 

А.Э. Муслимов, В.М. Каневский

Особенности взаимодействия электромагнитных волн с наноструктурированной поверхностью сапфировых пластин

ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН, Ленинский пр., 59, 119333, Москва, Россия
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

В работе рассмотрены особенности взаимодействия электромагнитных волн с наноструктурированной поверхностью сапфировых пластин. В качестве пластин использовались базисный С(0001) и ромбоэдрический R(102) срезы сапфира. В процессе отжига при температуре 1200 °С на поверхности пластин формировалась террасно-ступенчатая наноструктура с следующими параметрами: C(0001) – высота 0.22 нм, период террас ступеней 70 нм; R(102) – высота 0.34 нм, период террас ступеней 65 нм. Период ступеней определяется вицинальным углом под которым срезается пластина. Высота ступеней для подложек ориентации C и R определяется параметрами кристаллической структуры сапфира в соответствующих направлениях [0001] и [102]. Спектральные зависимости коэффициентов отражения полученные методом эллипсометрии для С и R-пластин сапфира с периодической наноструктурой поверхности аналогичны ранее полученным на сапфировых подложках. Однако, при падении электромагнитных волн под углом 60° (угол Брюстера для сапфира 60.56°) и азимутальном угле 90° с направлением наноструктуры поверхности для образцов R-пластин с высотой ступеней 0.34 нм на спектральных зависимостях коэффициентов отражения наблюдаются осцилляции. Обнаружено, что период осцилляций в коротковолновой области спектра соответствует периоду наноструктуры поверхности пластин.

Ключевые слова: сапфир, ступени, наноструктура, электромагнитные волны, отражение, поляризация.

УДК 620.179

DOI: 10.25712/ASTU.1811-1416.2020.01.015


 

Fundamental’nye problemy sovremennogo materialovedenia

(Basic Problems of Material Science (BPMS)) Vol. 17, No.1 (2020) 91-96

 

A.E. Muslimov, V.M. Kanevsky

Features of interaction of electromagnetic waves with nanostructured surface of sapphire plates

FSRC “Crystallography and Photonics” RAS, Leninskii Pr., 59, Moscow, 117333, Russia

Features of interaction of electromagnetic waves with nanostructured surface of sapphire plates are considered. Basis C(0001) and rhombohedral R(102) cuts of sapphire were used as plates. In the course of annealing at a temperature of 1200°C on a surface of plates the terrace-step nanostructure with the following parameters was formed: C(0001) – height is 0.22 nanometers, the period of steps terraces is 70 nanometers; R(102) – height 0.34 nm, period of terraces 65 nm. Period of steps is determined by vicinal unit under which plate is cut. The height of the stages for the orient substrates C and R is determined by the parameters of the crystal structure of the sapphire in the respective directions [0001] and [102]. Spectral dependencies of reflection coefficients obtained by ellipsometry method for C and R-plates of sapphire with periodic nanostructure of surface are similar to those obtained earlier on sapphire substrates. However, when falling electromagnetic waves at an angle 60°(Brewster's angle for sapphire 60.56°) and azimuthal angle 90° with the direction of nanostructure of a surface for samples of R-plates with height of steps of 0.34 nanometers on spectral dependences of coefficients of reflection oscillations are observed. It has been found that the period of oscillations in the shortwave region of the spectrum corresponds to the period of nanostructure of the surface of the plates.

Keywords: sapphire, steps, nanostructure, electromagnetic waves, reflection, polarization.