Числовий розрахунок умов фотохімічного субнанополірування шерсткої поверхні кварцу при освітленні з боку кварцу

В. І. Григорук$^{1}$, В. І. Канєвський$^{2}$, С. О. Колєнов$^{1}$

$^{1}$Київський національний університет імені Тараса Шевченка, вул. Володимирська, 60, 01033 Київ, Україна
$^{2}$Інститут хімії поверхні ім. О. О. Чуйка НАН України, вул. Генерала Наумова, 17, 03164 Київ, Україна

Отримано: 02.07.2019; остаточний варіант - 28.11.2019. Завантажити: PDF

Описана числова процедура розрахунку розсіяння світла на шерсткій поверхні кварцу, причому профіль згаданої поверхні має гаусову просторову кореляційну функцію. Використано кінцево-елементний підхід для розв’язку двовимірного векторного рівняння Гельмгольця. При освітленні такої поверхні з боку кварцу, коли кут падіння променя дорівнює критичному куту й коли середньоквадратичне відхилення $\delta$ шерсткості незначне ($\delta$ < 10 нм), отримано наступні результати: (а) в залежності від фази хвилі, що падає, її гребінь змінює своє положення уздовж роздільчої межі; (б) величина даного гребеня в області виступів має значно більші значення, ніж в області западин, створюючи оптимальні умови для субнанополірування даної поверхні; (в) при збільшенні довжини кореляції шерсткої поверхні кварцу контрастність поля уздовж згаданої поверхні зменшується, причому вона практично не залежить від довжини хвилі, що падає.

Ключові слова: поверхневий плазмонний резонанс, розсіяння плоских електромагнітних хвиль, векторне рівняння Гельмгольця.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v42/i01/0105.html

PACS: 41.20.Jb, 42.25.Bs, 42.25.Fx, 42.25.Gy, 73.20.Mf, 78.66.-w, 81.65.Ps


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. I. Ali, S. R. Roy, and G. Shinn, Solid State Technol., No. 10: 63 (1994).
  2. G. F. Ivanitskii and V. I. Petrov, Ionno-Plasmennaya Obrabotka Materialov [Ion-Plasma Processing of Materials] (Moscow: Radio i Svyaz’: 1986), p. 232 (in Russian).
  3. Otsu Genichi, Yatsui Takashi, and Nomura Ko, Etching Method Using Near-Field Light: Patent JP 2014-022411A (H01L 21/302, HO1L/21/027) (Publ. 03.02.2014).
  4. W. Nomura, T. Yatsui, and M. Ohtsu, Springer Series in Optical Sciences, 155: 113 (2010).
  5. H. Raether, Surface Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings (Springer Tracts in Modern Physics), 111 (1988). Crossref
  6. J. L. Volakis, A. Cbatterjee, and L. C. Kempel, Finite Element Method for Elec-tromagnetics (Wiley-IEEE Press: 1998). Crossref
  7. J. Jin, The Finite Element Method in Electromagnetics (Second Edition) (New York: Wiley, 2002).
  8. W. C. Chew and W. C. Weedon, Microwave Opt. Tech. Lett., 7: 599 (1994). Crossref
  9. Z. S. Sacks, D. M. Kingsland, R. Lee, and J. F. Lee, IEEE Transactions Antennas Propagation, 43: 1460 (1995). Crossref
  10. P. W. Johnson and R. W. Christy, Phys. Rev. B, 6, No. 12: 4370 (1972). Crossref
  11. L. Novotni and M. Xext, Osnovy Nanooptiki [Fundamentals of Nano-Optics] (Moscow: Fizmatlit: 2009) (in Russian).
  12. M. Quinten, Optical Properties of Nanoparticle Systems: Mie and Beyond (Weinhein: Willey-VCH Verlag&Co. KGaA: 2011). Crossref