Нелинейно-оптическая диагностика сегнетоэлектрических и мультиферроидных планарных структур и фотонных кристаллов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Ильин, Никита Александрович

• Ильин, Никита Александрович
• кандидат физико-математических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Ильин, Никита Александрович

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКИ И МУЛЬТИФЕРРОИКИ:

ИЗГОТОВЛЕНИЕ, ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ, ПРИМЕНЕНИЕ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1. Свойства сегнетоэлектриков: вводные замечания

1.2. Свойства наноразмерных сегнетоэлектриков, «предел 14 сегнетоэлектричества»

1.3. Переключение поляризации в тонких пленках 18 сегнетоэлектриков.

1.4. Применение сегнетоэлектрических и мультиферроидных 26 тонких пленок в устройствах микро- и наноэлектроники

ГЛАВА 2. НЕЛИНЕЙНО-ОПТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ПРОЦЕССОВ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ В ТОНКИХ

СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МУЛЬТИФЕРРОИДНЫХ ПЛЕНКАХ

2.1. Феноменологическое описание нелинейно-оптического 31 отклика сред

2.2. Изготовление образцов

2.3. Экспериментальная установка и методика измерений

2.4. Процессы переключения диэлектрической поляризации в 58 тонких пленках ВЯТ

2.5. Экспериментальное исследование переключения 65 диэлектрической поляризации в тонких пленках ИВРО

2.6. Переключение поляризации в тонких пленках КВЮ. 79 Толщинные зависимости.

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ

СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ В

МНОГОСЛОЙНЫХ СТРУКТУРАХ

СЕГНЕТОЭЛЕКТРИК/МУЛЬТИФЕРРОИК

3.1. Исследование интегрального нелинейно-оптического 85 отклика структур при приложении переменного электрического поля.

3.2. Локальные исследования динамики переключения поляризации в мультислойных структурах BST/BFO методом нелинейно-оптической микроскопии

Глава 4. НЕЛИНЕЙНО-ОПТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ПРОЦЕССОВ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ В

ФОТОННОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СТРУКТУРАХ НА ОСНОВЕ ТОНКИХ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МУЛЬТИФЕРРОИДНЫХ ПЛЕНОК

4.1. Моделирование оптических свойств фотонных кристаллов.

4.2. Экспериментальные исследования параметров 105 переключения поляризации в фотоннокристаллических структурах на основе сегнетоэлектрических тонких пленок BST

4.3. Примеры реализаций нелинейного электрооптического 116 модулятора и переключат

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Нелинейно-оптическая диагностика сегнетоэлектрических и мультиферроидных планарных структур и фотонных кристаллов»

Диссертационная работа посвящена разработке методик нелинейно-оптической диагностики сегнетоэлектрических и мультиферроидных тонких пленок и фотонных кристаллов на их основе при приложении внешнего электрического поля в планарной геометрии.

Общая характеристика работы.

Растущие потребности современной микроэлектроники ужесточают требования к качеству материалов, поскольку требуют увеличения плотности элементов (до Тбит/см2) и устройств, а также уменьшения поперечного размера активных элементов (для уменьшения рабочих напряжений и, соответственно, энергосбережения). Повышение качества материалов и уменьшение размеров отдельных элементов требует создания новых методов контроля их характеристик, так как традиционные методики имеют целый ряд ограничений.

Актуальность.

В большинстве сегнетоэлектрических устройств используется переключение поляризации в направлении, перпендикулярном плоскости пленки, что позволяет при малых толщинах пленок управлять поляризацией весьма малыми напряжениями (единицами вольт). В то же время для оптических и многих СВЧ приложений более удобной является планарная геометрия, поскольку она обеспечивает более эффективное взаимодействие электромагнитной волны и сегнетоэлектрической поляризации, обеспечивая при этом широкие возможности для интегрирования элементов.

В настоящее время при разработке на основе сегнетоэлектрических пленок функциональных устройств микроэлектроники таких как электронно-перестраиваемые СВЧ компоненты в интегральном исполнении (фазовращатели, фильтры, резонаторы, фазированные антенные решетки), микрополосковые модуляторы для оптических систем связи, микроэлектромеханические системы (акселерометры, микропомпы, датчики давления, резонаторы) планарная топология электродов становится основой конструктивной базы таких устройств. Поэтому изучение особенностей проявления сегнетоэлектрического состояния при такой топологии электродов становится актуальной задачей. Сложность определения свойств материала пленки связана, прежде всего, с неоднородностью распределения электрического поля в меж дуэ л ектр одного пространства конденсатора, а также с малой (до фемтофарад) емкостью планарного конденсатора. Совершенно новым направлением является использование планарных сегнетоэлектрических структур в фотонике - для создания активных волноводов, переключателей, электрооптических модуляторов, в том числе, фотонно-кристаллических.

Для электрооптических модуляторов и фазовращателей необходимы сегнетоэлектрические пленки с высокой диэлектрической проницаемостью, малым временем переключения и малыми потерями, причем необходимо, чтобы пленки были однородны по указанным параметрам. Этому условию в наибольшей степени удовлетворяют эпитаксиальные пленки титаната бария-стронция (В8Т) высокого структурного совершенства. На их основе могут быть созданы переключаемые фотонные кристаллы, а также мультиферроидные перовскитные слоистые структуры, свойства которых требуют исследований.

Объемные сегнетоэлектрики, являясь нецентросимметричыми средами, широко используются для создания генераторов четных оптических гармоник в режиме фазового синхронизма. В наноразмерных пленках достижение фазового синхронизма невозможно, однако генерация второй гармоники (ВГ) является эффективным инструментом исследования сегнетоэлектрических свойств. Связь поля второй гармоники с сегнетоэлектрической поляризацией была описана в работе [1]. Практически важные соотношения, связывающие сегнетоэлектрическую поляризацию с полем ВГ были введены в работах [2] и [3]. В последней, наряду с переключаемой поляризацией был учтен вклад непереключаемой поляризации. И хотя модельные зависимости интенсивности второй гармоники от приложенного поля хорошо описывают экспериментальные зависимости, методов получения параметров сегнетоэлектрической поляризации на основе этих зависимостей проведено не было.

Нелинейно-оптическая сканирующая микроскопия, основанная на генерации второй гармоники, эффективна для исследования функциональных материалов. Она позволяет исследовать доменную структуру сегнетоэлектриков и мультиферроиков, а также эффекты переключения поляризации и особенности фазовых переходов в сегнетоэлектрических и мультиферроидных микроструктурах. Основное отличие микроскопии ГВГ от линейной микроскопии заключается в возможности визуализации 180°-х сегнетоэлектрических доменов, что невозможно в линейной оптике. Это связано с тем, что замена знака поляризации меняет знак некоторых компонент нелинейной восприимчивости, в то время как для линейной восприимчивости этого не происходит.

Цель работы

Изучение методом генерации второй оптической гармоники и микроскопии ВГ особенностей процесса переключения диэлектрической поляризации в тонких наноразмерных сегнетоэлектрических (титанат бария стронция) и мультифероидных (феррит висмута, допированный неодимом -NBFO) пленках, планарных структурах и фотонных кристаллах на их основе.

Согласно этой цели были поставлены следующие конкретные задачи: I. Разработка нелинейно-оптической методики оценки эффективности переключения поляризации в тонких пленках сегнетоэлектрика BST и мультиферроика NBFO. Расчет и оценка параметров аппроксимации зависимости интенсивности второй гармоники от диэлектрической поляризации и их связи с электрофизическими параметрами.

II. Исследование зависимости параметров переключения диэлектрической поляризации в пленках BST и BNFO и мультислойных структурах на их основе от толщины пленки (слоя) и частоты переменного внешнего электрического поля.

III. Разработка методики нелинейно-оптической микроскопии для локального исследования процессов переключения поляризации в планарных мультислойных структурах. Исследование однородности параметров.

IV. Моделирование оптических свойств сегнетоэлектрических фотонных кристаллов с различной симметрией фотонно-кристаллической решетки. Численное исследование зависимости спектров пропускания сегнетоэлектрических ФК от параметров структуры (период структуры, диаметр и глубина единичного элемента, отношение периода структуры к длине волны излучения). Экспериментальное исследование оптических свойств фотонных кристаллов на основе В ST.

V. Разработка и реализация модели нелинейного перестраиваемого металло-сегнетоэлектрического фотонного кристалла и способа его переключения.

Научная новизна

В работе предложен ряд оригинальных экспериментальных подходов и методик исследования тонких сегнетоэлектрических и мультиферроидных пленок, нанослоев и фотонных кристаллов на их основе. В частности:

1. Разработана нелинейно-оптическая методика, позволяющая получать параметры переключения диэлектрической поляризации, в том числе диэлектрическую проницаемость, коэрцитивное поле, а так же доли переключаемой и непереключаемой диэлектрической поляризации в сегнетоэлектрических и мультиферроидных тонких пленках и нанослоях в диапазоне частот от 1 мГц до 200 кГц

2. Разработана методика нелинейно-оптической микроскопии для локального исследования параметров переключения диэлектрической поляризации в планарных мультислойных структурах сегнетоэлектрик/мультиферроик с латеральным пространственным разрешением до 1.5 мкм.

3. С использованием программного пакета прикладного программного продукта CST Studio Suite проведено систематическое исследование влияния параметров сегнетоэлектрических ФК-структур с квадратным и гексагональным упорядочением на условия распространения в них оптического излучения в диапазоне длин волн 400-780 нм.

4. Разработана модель и осуществлен экспериментальный образец переключаемого металло-сегнетоэлектрического фотонного кристалла, обеспечивающего пространственно-частотное глубину нелинейно-оптической модуляции до 102.

Практическое значение представленной работы состоит в развитии и изучении диагностических возможностей метода генерации второй оптической гармоники для исследования процессов, происходящих в тонких пленках технологически перспективных сегнетоэлектрических материалов, а также для разработки на их основе новых наноматериалов с заранее заданными свойствами.

Нелинейно-оптическая методика является единственной методикой, позволяющей получать параметры переключения сегнетоэлектриков в планарной геометрии электродов с латеральным пространственным разрешением до 1 мкм. Полученные результаты имеют огромное значение для диагностики сегнетоэлектрических структур и устройств, использующих планарную геометрию, и используются и будут использоваться в дальнейшем при создании сегнетоэлектрических электрооптических модуляторов, фазовращателей, а также пассивных и активных фотоннокристаллических структур. По результатам четвертой главы возможна разработка на основе нелинейного перестраиваемого фотонного кристалла сверхбыстрого пространственно-частотного переключателя и оптического ключа в широком спектральном диапазоне.

Положения, выносимые на защиту

1. Нелинейно-оптическая методика позволяет в сегнетоэлектрических и мультиферроидных тонких пленках и нанослоях с планарной геометрией электродов получать локальные значения параметров переключения диэлектрической поляризации: доли переключаемой и непереключаемой диэлектрической поляризации, коэрцитивное поле, диэлектрическую проницаемость, а также контраст нелинейно-оптической модуляции - все с пространственным латеральным разрешением до 1 мкм и в диапазоне частот от 10 мГц до 200 кГц.

2. В области низких (до 1 Гц) частот с ростом толщины пленки В8Т от 25 до 65 нм величина коэрцитивного поля не изменяется. В области частот более 1 Гц с ростом толщины пленки величина коэрцитивного поля уменьшается более чем в два раза. При увеличении толщины пленки контраст нелинейно-оптической модуляции снижается более чем в два раза во всем диапазоне частот.

3. В монокристаллических пленках феррита висмута отношение когерентной составляющей интенсивности второй гармоники при приложении электрического поля, равного 100 кВ/см2, к некогерентной составляющей, измеренным по индикатрисам рассеяния, уменьшается с ростом толщины пленки и составляет 12.5:1, 1.1:1 и 0.8:1 для пленок толщиной 70, 210 и 420 нм, соответственно. Аналогично при увеличении толщины пленки изменяется ее шероховатость, характеризующаяся латеральным размером зерна. При увеличении толщины пленки средний латеральный размер зерна возрастает от 50 до 700 нм, а отношение когерентной составляющей к некогерентной уменьшается. Таким образом, индикатрисы рассеяния второй гармоники являются мерой шероховатости тонких сегнетоэлектрических пленок.

4. Экспериментально подтверждено, что во всех исследованных пленках некогерентная составляющая поля второй гармоники является непереключаемой.

5. При увеличении толщины слоя в мультислойной структуре В8Т/ВРО на подложке 1^0 от 3 до 20 нм возрастает доля непереключаемой поляризации, коэрцитивное поле и контраст нелинейной электрооптической модуляции. Максимальный контраст нелинейной электрооптической модуляции для слоя толщиной 3 нм составляет 1,13; при увеличении толщины пленки до 20 нм максимальный контраст возрастает до 1,49.

6. В перфорированной наноразмерной сегнетоэлектрической пленке (двумерном фотонном кристалле) размером 100 х 100 мкм с размером отверстий 500 нм и периодом 700 нм по сравнению с монолитной эпитаксиальной пленкой уменьшается до нуля доля непереключаемой поляризации, дающей вклад в когерентную составляющую поля второй гармоники и увеличивается доля непереключаемой поляризации, дающей вклад в не когерентную составляющую поля второй гармоники. Максимальный контраст нелинейной электрооптической модуляции равен 1:1.98 для монолитной пленки и 1:2. для двумерного металло-сегнетоэлектрического фотонного кристалла.

7. Двумерный металло-сегнетоэлектрический фотонный кристалл реализует функцию пространственно-частотного переключателя за счет изменения на выходе кристалла направления выходящего из кристалла излучения светового потока по принципу «0» и «1» и обеспечивает глубину нелинейно-оптической модуляции до 102.

8. В двумерном инвертированном сегнетоэлектрическом фотонном кристалле при увеличении отношения диаметра структуры к периоду положение центра запрещенной фотонной зоны смещается в область более коротких длин волн.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из четырех глав, введения, заключения и списка литературы, содержащего 121 наименование.

В первой главе приводится обзор работ, посвященных теоретическому и экспериментальному исследованию особенностей переключения диэлектрической поляризации в сегнетоэлектрических и мультиферроидных наноразмерных пленках и наноструктурах на их основе. Анализируются различные механизмы переключения в материалах, обладающих сегнетоэлектрическими свойствами, фундаментальные ограничения, связанные с наноразмерами исследуемых материалов. Проводится сравнение условий применения и эффективности различных электрофизических (схема Сойера-Тауэра, PUND), оптических (эллипсометрия, рамановская спектроскопия) и микроскопических (электронная и сканирующая зондовая микроскопия) методик исследования процессов переключения диэлектрической поляризации; исследованы особенности применения указанных методик для исследования наноматериалов.

Во второй главе сформулированы основные положения, применяемые при феноменологическом описании генерации второй оптической гармоники: базовый формализм ВГ, связь параметров оптической ВГ и сегнетоэлектрической поляризации, особенности генерации ВГ в наноразмерных тонких пленках. Детально рассмотрены процессы осаждения исследуемых тонких пленок и приведено описание базовой экспериментальной установки для исследования функциональных свойств пленок методом ГВГ. Основное содержание главы 2 представляет собой результаты исследования процессов переключения диэлектрической поляризации в тонких сегнетоэлектрических (Вао^ГодТЮз) и мультиферроидных (Bio ^Ndo^FeC^) пленках.

В третьей главе рассматриваются результаты применения метода нелинейно-оптической микроскопии для исследования мультислойных структур, обладающих сегнетоэлектрическими и мультиферроидными свойствами в планарной геометрии приложения поля. Локальные исследования параметров переключения сегнетоэлектрической поляризации были проведены методом нелинейно-оптической микроскопии. Проводится сравнение результатов, полученных при использовании усредненного по пятну диаметром 50 мкм и локального (1,5 мкм) сигнала ВГ. Представлены также исследования методом нелинейно-оптической микроскопии магнитоиндуцированной ВГ в мультислойных структурах ВЗТЖВРО.

В четвертой главе объектом исследования являются двумерные фотонные кристаллы на основе тонких сегнетоэлектрических пленок и возможность их практического применения. Использование подобного рода структур возможно в устройствах интегральной оптики и сопряженных с ними. Для решения этой задачи проведено математическое моделирование различных фотонно-кристаллических структур на основе титаната бария с различной упорядоченностью (гексагональной, квадратной) и различными геометрическими параметрами структуры (период, диаметр отверстия). В процессе выполнения диссертационной работы была отработана методика создания таких структур методом травления фокусируемым ионным пучком, а также экспериментально исследованы их основные свойства. Представлена модель сверхбыстрого пространственно-частотного переключателя на основе полученного фотонного кристалла и приведено описание принципа его работы.

В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы, а также проводится краткое рассмотрение перспектив развития предложенных в работе методик.

Личный вклад автора заключается в общей постановке целей и задач исследования, получении, обработке и анализе основных результатов, интерпретации и обобщении полученных данных и формулировке выводов и основных научных положений.

По теме диссертации опубликовано 22 печатных работы, в том числе 3 патента РФ на изобретение, 5 статей в журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикации основных результатов диссертаций, 15 тезисов докладов и 3 статьи в материалах конференции. и

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Ильин, Никита Александрович

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Mishina Е., Zaitsev A., Ilyin N., Sherstyuk N., Sigov A., Golovko Yu., Muhortov V., Kolesnikov A., Lozovik Yu., Yemtsova M., Rasing Th. Switchable nonlinear metalloferroelectric photonic crystals // Appl. Phys. Lett. 2007. V.91. №4. P.041107.

2. Шерстюк Н.Э., Ильин H.A., Семин С.В., Мишина Е.Д., Мухортов В.М. Исследование сегнетоэлектрических свойств пленок феррита висмута методом генерации второй оптической гармоники // Физика твердого тела. 2009. Т.51. Вып.7. С. 1284-1286.

3. Simagina L.V., Mishina E.D., Semin S.V., Ilyin N.A., Volk T.R., Gainutdinov R.V., Ivleva L.I. Second harmonic generation in microdomain gratings fabricated in strontium-barium niobate crystals with an atomic force microscope // J. of Applied Physics. 2011. V. 110. P.052015.

4. Ильин H.A., Никонорова T.B., Шерстюк Н.Э., Мишина Е.Д. Оптические свойства фотонно-кристаллических структур на основе монокристаллического GaAs // Нано- и микросистемная техника. 2011. №3. С. 17-20.

5. Мишина Е.Д., Семин С.В., Швырков К.В., Кудрявцев A.B., Ильин H.A., Шерстюк Н.Э., Мухортов В.М. Нелинейно-оптическая микроскопия и спектроскопия сегнетоэлектрических и мультиферроидных материалов // Физика твердого тела. 2012. Т.54. Вып.5. С.836-842.

6. Ильин H.A., Кузнецов М.А. Исследование процессов переключения в тонких сегнетоэлектрических пленках с использованием автоматизированного поляризационного нелинейно-оптического спектрометра // Материалы Международной научной конференции «Тонкие пленки и наноструктуры» -ПЛЕНКИ'05, 10-14 ноября 2005 г., Москва. М.: МИРЭА. 4.1. 2005. С.88-91.

7. Фирсова Н., Ильин Н., Мишина Е., Сенкевич С., Пронин И., Холкин А. Фемтосекундный лазерный отжиг тонких пленок PZT на металлизированной подложке // Материалы VII Международной научно-технической конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» (INTERMATIC-2010). М.: Энергоатомиздат. 4.2. 2010. С.43-45.

8. Ильин H.A., Макаревич Т.В. Разработка и исследование свойств фотонно-кристаллических структур на основе монокристаллического GaAs // Материалы VII Международной научно-технической конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» (INTERMATIC-2010). М.: Энергоатомиздат. 4.2. 2010. С.122-125.

9. Патент 2341817 Российская Федерация, МПК G02F 1/05 (2006.01). Нелинейный перестраиваемый металло-сегнетоэлектрический фотонный кристалл (варианты) и способ его переключения / Мишина Е.Д., Федянин A.A., Шерстюк Н.Э., Ильин H.A., Зайцев A.A., Сигов A.C., Мухортов В.М., Головко Ю.И.; заявитель и патентообладатель МГТУ МИРЭА. №2006138686/28; заявл. 02.11.2006; опубл. 20.12.2008, Бюл. №35. 11 е.: ил.

10. Патент 2359253 Российская Федерация, МПК G01N21/63 (2006.01). Способ оптической регистрации быстропротекающих процессов / Мишина Е.Д., Шерстюк Н.Э., Кузнецов М.А., Ильин H.A.; заявитель и патентообладатель МГТУ МИРЭА. №2007146890/28; заявл. 20.12.2007; опубл. 20.06.2009, Бюл. №17. 7 е.: ил.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Темой, объединяющей экспериментальные результаты, представленные в диссертационной работе, является исследование методом генерации второй оптической гармоники сегнетоэлектрических и мультиферроидных наноразмерных тонких пленок и наноструктур, а также мультислойных гетероструктур и фотонных кристаллов на их основе, имеющих потенциальное применение в разрабатываемых устройствах микро- и наноэлектроники.

В связи с поставленными задачами, экспериментальные исследования велись по двум направлениям: исследование возможностей метода генерации второй оптической гармоники для диагностики процессов переключения сегнетоэлектрической поляризации в наноразмерных сегнетоэлектрических тонких пленках и наноструктурах при приложении поля в планарной геометрии; разработка методик и локальные исследования процессов переключения сегнетоэлектрической поляризации в сегнетоэлектрических нанослоях с высоким пространственным разрешением.

В ходе выполнения работы были получены следующие результаты:

1. Разработана нелинейно-оптическая методика, позволяющая получать параметры переключения диэлектрической поляризации, в том числе - контраст нелинейно-оптической модуляции, коэрцитивное поле, а также доли переключаемой и непереключаемой диэлектрической поляризации в сегнетоэлектрических и мультиферроидных тонких пленках и нанослоях с пространственным разрешением 50 мкм. а) Исследованы в планарной геометрии зависимости интенсивности второй оптической гармоники от частоты переключающего электрического поля в диапазоне частот от 1 мГц до 10 кГц для сегнетоэлектрических тонких пленок титаната бария стронция толщиной от 25 до 140 нм и мультиферроидных пленок феррита висмута, допированного неодимом, толщиной от 35 нм до 420 нм. б) На основе теоретического анализа параметров зависимости интенсивности ВГ от приложенного напряжения при различных частотах определены доли непереключаемой поляризации и контраст нелинейно-оптической модуляции и построены зависимости параметров переключения от толщины пленок. Показано, что во всех исследованных пленках некогерентная составляющая поля второй гармоники является непереключаемой. в) Исследованы особенности нелинейно-оптического отклика мультиферроидных тонких монокристаллических пленок различной шероховатости. Показано, что индикатрисы рассеяния второй гармоники могут служить мерой шероховатости тонких сегнетоэлектрических пленок. г) Исследованы параметры переключения сегнетоэлектрической поляризации в мультислойных структурах сегнетоэлектрик/мультиферроик с различной толщиной слоя (3, 6, 13 и 20 нм) и числом слоев. Показано, что при увеличении толщины слоя в мультислойной структуре В8ТЖВРО на подложке М^О от 3 до 20 нм возрастает доля непереключаемой поляризации и контраст нелинейной электрооптической модуляции.

2. Разработана методика нелинейно-оптической микроскопии для локального исследования параметров переключения диэлектрической поляризации в планарных мультислойных структурах сегнетоэлектрик/мультиферроик. а) Создана экспериментальная установка, обеспечивающая проведение исследований с латеральным пространственным разрешением до 1 мкм. б) Проведены экспериментальные исследования планарных мультислойных структур сегнетоэлектрик/мультиферроик с толщиной слоя 3 - 20 нм при приложении постоянного напряжения с амплитудой в диапазоне ±30В и частотой от ЮмГц до 200кГц. в) Проведено сравнение петель гистерезиса, построенных по «усредненному» (диаметр лазерного пятна в плоскости образца <1 = 50 мкм) и локальному (с1 = 1.5 мкм) сигналам второй гармоники. На основании проведенного сравнения показано, что доменная структура не может быть разрешена методом оптической микроскопии. г) Методом нелинейно-оптической микроскопии проведены экспериментальные исследования параметров переключения намагниченности в мультиферроидном слое мультислойных структур ВБТЖВРО, для чего была разработана оригинальная методика изоляции сегнетоэлектрического вклада во вторую гармонику. Установлена оптимальная поляризационная конфигурация (рin, s-out), обеспечивающая наибольшую глубину нелинейно-оптической модуляции в системе.

3. С использованием программного пакета прикладного программного продукта CST Studio Suite проведены методом численного моделирования исследования оптических свойств двумерных фотонных кристаллов на основе тонкой пленки сегнетоэлектрика. Исследовано влияние параметров сегнетоэлектрических ФК-структур с квадратным и гексагональным упорядочением на условия распространения в них оптического излучения в диапазоне длин волн 400-780 нм.

4. Проведены экспериментальные исследования методом ГВГ процессов переключения сегнетоэлектрической поляризации в двумерных фотонных кристаллах на основе сегнетоэлектрических тонких пленок В ST. а) Разработана методика изготовления методом травления фокусированным ионным пучком двумерных фотонных кристаллов на основе сегнетоэлектрических тонких пленок с планарной встречно-штыревой системой электродов. Изготовлены образцы размером 100 х 100 мкм с размером отверстий 500 нм и периодом 700 нм. б) Проведено сравнение параметров переключения поляризации (доли непереключаемой поляризации и контраста нелинейной электрооптической модуляции) в ФК-структурах с аналогичными параметрами для монолитных (неперфорированных) эпитаксиальных пленок В ST.

5. На основании проведенных экспериментальных и теоретических исследований предложена модель переключаемого металло-сегнетоэлектрического фотонного кристалла. Показано, что при использовании нелинейно-оптического режима переключения двумерный металло-сегнетоэлектрический фотонный кристалл реализует функцию переключателя за счет изменения на выходе кристалла направления выходящего из кристалла излучения светового потока по принципу «0» и «1» и обеспечивает глубину нелинейно-оптической модуляции до 102, что значительно превышает аналоги, использующие линейное оптическое переключение.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Ильин, Никита Александрович, 2012 год

1. Mishina E.D., Sherstyuk, N.E.; Stadnichuk V.I., Sigov, A.S. Mukhorotov V.M., Golovko Yu.I., Van Etteger A., Rasing Th. Nonlinear-optical probing of nanosecond ferroelectric switching //Appl. Phys. Lett. 2003. V.83. P.2402.

2. Larsen P.K., Kampschoer G.L.M., Ulenaers M.J.E., Spierings G.A.C.M., Cuppens R. Nanosecond switching of thin ferroelectric films // Appl. Phys. Lett. 1991. V.59.P.611

3. Li J., Nagaraj В., Liang H., Cao W., Lee H., Ramesh R. Ultrafast polarization switching in thin-film ferroelectrics // Appl. Phys. Lett. 2004. V.84. P. 1174.

4. J.C. Hulteen, C.R. Martin. In: Nanoparticles and Nanostructured Films (Ed. J.H. Fendler). // Wiley-VCH, Weinheim, Germany 1998. -p.235.

5. A.C. Сигов. Сегиетоэлектрические тонкие пленки в микроэлектронике.// Соросовский образовательный журнал 1996. - №10 - стр.83-91

6. Лайнс М., Гласс А. Сегнетоэлектрики и родственные им материалы, (пер. С английского под ред. В.В. Леманова и Г.А. Смоленского) // М.: Мир, 1981 г.-736 с.

7. W. Zhong, D. Vanderbilt, К.М. Rabe. First-principles theory of ferroelectric phase transitions for perovskites: The case of ВаТЮЗ.// Phys. Rev. В 1995. - v.52 - pp 6301-6312.

8. L-H.Ong, J. Osman and D.R. Tilley. Landau theory of second-order phase transitions in ferroelectric films.//Phys. Rev. В 2001. - v.63. - p 144109-1

9. Soon Byung Park and Woong Kil Choo. Structural and dielectric studies of the Phase Transitions in Pb(Ybl/2Tal/2)03 РЬТЮЗ Ceramics.// Jpn. J. Appl. Phys. -2000. - v.39. - pp 5560-5564.

10. A. Snedden, C.H. Hervoches and Ph. Lightfoot. Ferroelectric phase transition in SrBi2Nb209 and Bi5Ti3Fe015: a powder newtron diffraction study .//Phys. Rev. В -2003.-v.67. -p.092102.

11. Setter N., Waser R. Electroceramic materials. // Acta Materialia 2000. - v.48. -p.151-178.12. (application) Petrovsky V.I., Sigov A.S., Vorotilov K.A. Microelectronic applications of ferroelectric films // Integrated ferroelectrics 1993 - v.3 - p.59.

12. Валеев А. Воротилов К. // Электроника: наука, технология, бизнес. 1998. -т.3-4. - стр. 75

13. Новости высоких технологий. // Электронный журнал. Доступно в электронном виде по адресу: http://pld.hi-fi.ru/news/0008/0008110620.htm

14. E.Zolotoyabko, J.P. Quintana, D.J. Towner, B.H. Hoerman, and B.W. Wessels. Nanosecond-scale domain dynamics in ВаТЮЗ probed by time resolved X-ray diffraction // Ferroelectrics. 2003. - V.290. - P. 115-124.

15. Suzuki, T. Iwamoto, A. Enokihara, H. Murata, Y. Okamura, Fabrication of Bragg gratings with deep grooves in LiNb03 ridge optical waveguide, Microelectronic Engineering 85 (2008) 1417-1420

16. Давитадзе C.T. Исследование размерных эффектов в тонких сегнетоэлектрических пленках методом периодического нагрева // Дисертация на соискание степени к.ф-м.н., 01.04.07, Москва, 2004, 162 стр.

17. С.В. Sawyer, С.Н. Tower. Rochelle salt as a dielectric // Phys. Rev. 1930. - V.35. -P.269;

18. Физика сегнетоэлектриков: современный взгляд / под ред. К.М. Рабе, Ч.Г. Ана, Ж-М. Трискона ; пер. с англ. М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011.— 440 с. : ил.;

19. М. Dawber, I. Farnan, J.F. Scott. A classroom experiment to demonstrate ferroelectric hysteresis // Am. J. Phys. 2003. - V.71. - P.819

20. M. Dawber, P. Chandra, P.B. Littlewood, J.F Scott. Depolarization corrections to the coercive field in thin-film ferroelectrics // J. Phys.: Condens. Matter. 2003. -V.15.-P. L393-L398.

21. T. Tybell, C.H. Ahn, J.-M. Triscone. Ferroelectricity in thin perovscite films // Appl. Phys. Lett. 1999. - V.75. - P.856

22. P. Ghosez, K.M. Rabe. A microscopic model of ferroelectricity in stress-free PbTi03 ultrathin films // Appl. Phys. Lett. 2000. - V.76. - P.2767.

23. J. Junquera, P. Ghosez. Critical thickness for ferroelectricity in perovscite ultrathin films // Nature. 2003. - V.422. - P.506./

24. K. Aoki, T. Sakada, Y. Fukuda. Characterization of Switching Prosperities of Lead-Zirconate-Titanate Thin films in Ti-Rich Phase // Jpn. J. Appl. Phys. 1998. -V.37. - P.522-524.

25. I. Kornev, H. Fu, L. Bellaiche. Ultrathin films of ferroelectric solid solutions under residual depolarizing field // Phys. Rev. Lett. 2004. - V.93. - P. 196104.

26. I.Ponomareva, I.I. Naumov, I. Bellaiche. Low-dimensional ferroelectrics under different electrical and mechanical boundary conditions: Atomic simulations // Phys. Rev. B. 2005. - V.72. - P.214118.

27. I.Ponomareva, L. Bellaiche. Influence of the growth direction on properties of ferroelectric ultrathin films // Phys. Rev. B. 2006. - V.74. - P.064102.

28. N. Sai, A.M. Kolpak, A.M. Rappe/ Ferroelectricity in ultrathin perovskite films // Phys. Rev. B. 2005. - V.72. - P.020101.

29. C.H. Ahn, J.-M. Trescon, N. Archibald, M. Decroux, R.H. Hammond, T.H. Geballe, O. Fisher, N.R. Beasleu. Ferroelectric field effect in epitaxial thin film oxide SrCuO2/Pb(Zr0,52Ti0,48)03 heterostructures. // Science. 1995. - V.269. - P.373.

30. G. Geneste, E. Bousquet, J. Junquera, P. Ghosez. Finite-size effects in BaTi03 nanowires // Appl. Phys. Lett. 2006. - V.88. - P. 112906.

31. J.E. Spanier, A.M. Kolpak, J J. Urban, W.S. Yun, L. Ouyang, I. Grinberg, A.M. Rappe, H. Park. Ferroelectric phase transition in individual single-crystallline BaTi03 nanowires // Nano Lett. 2006. - V.6. - P.735.

32. L. Kim, J. Kim, U.V. Waghmare, D. Jung, J. Lee. Structural transition and dielectric response of an epitaxially strained BaTi03/SrTi03 superlattice: A first principles study // Phys. Rev. B. 2005. - V.72. - P.214121.

33. M. Dawber, C. Lichtensteiger, M. Cantoni, M. Veithen, P. Ghosez, K. Johnston, K.M. Rabe, J-M. Triscone. Unusual behavior of ferroelectric polarization in PbTi03/SrTi03 superlattice // Phys. Rev. Lett. 2005. - V.95. - P.177601.

34. M. Sepliarsky, S.R. Phillipot, D. Wolf, M.G. Stachiotti, R.L. Migoni. Long-ranged ferroelectric interactions in perovskite superlattice // Phys. Rev. B. 2001. - V.64. - P.R060101.

35. S.M. Nakhmanson, K.M. Rabe, D. Vanderbilt. Predicting polarization enhancement in multicomponent ferroelectric superlattices // Phys. Rev. B. 2006. - V.73. -P.060101.

36. S.M. Nakhmanson, K.M. Rabe, D. Vanderbilt. Polarization enhancement in two-and three-component ferroelectric superlattices // Appl. Phys. Lett. 2005. - V.87. -P.102906.

37. J. Kreisel, A.M. Glazer, G. Jones, P.A. Thomas, L. Abello, G. Lucazeau. An X-ray diffraction and Raman spectroscopy investigation of A-site substituted perovskite compounds // J. Phys.: Condens Matter. 2000. - V.12. - P.3267.

38. X. Gonze, P.Ghosez, R.W. Godby. Density-polarization functional theory of the response of a periodic insulating solid to an electric field // Phys. Rev. Lett. 1995. -V.74.-P.4035.

39. P. Ghosez, X. Gonze, R.W. Godby. The long wavelength behavior of the exchange-correlation kernel in the Kohn-Sham theory of a periodic systems // Phys. Rev. B. -1997. V.56. -P.12811.

40. D.H. Do, P.L G. Evans, E. D. Isaacs, D. M. Kim, C. B. Eom, A. E. Dufresne. Structural visualization of polarization fatigue in epitaxial ferroelectric oxide devices // Nature materials. 2004. - V. 3. - P. 365-360.

41. J. Li, B. Nagaraj, H. Liang, W. Cao, Chi. H. Lee, and R. Ramesh. Ultrafast polarization switching in thin-film ferroelectrics // Appl. Phys. Lett. 2004. - V.84.- No.7.

42. J. M. Cruz-Hernrandez and V. Hayward. Phase Control Approach to Hysteresis Reduction. // IEEE Transaction on control system technology, v 9, N1, p. 17-26.

43. Jianhua Yin and Wenwu Cao. Coercive field of 0.955Pb.Znl/3Nb2/3.03-0.045PbTi03 single crystal and its frequency dependence // Appl. Phys. Lett., 2002, V. 80, N. 6, p. 1043-1045

44. D. H. Chang, Y. S. Yoon, S.J. Kang, Study of the Switching Characteristics of PLT(10) Thin Films // Journal of the Korean Physical Society, Vol. 38, No. 3, March 2001, pp. 27728.

45. Genaro Zavala, Janos H. Fendler, Susan Troiler-McKinstry. Characterization of ferroelectric lead zirconate titanate films by scanning force microscopy. // J.Appl. Phys. 1997.-v.81.-i.ll. - pp. 7480-7491.

46. Wenhui Ma, Catalin Harnagea, Dietrich Hesse, and Ulrich Gosele. Well-ordered arrays of pyramid-shaped ferroelectric BaTi03 nanostructures. // Appl. Phys. Lett. -2003.-v.83.-No.18. pp. 3770-3772.

47. V. V. Shvartsman, A. Yu. Emelyanov, A. L. Kholkin, A. Safari. Local hysteresis and grain size effect in Pb(Mgl/3Nb2/3)03-PbTi03 thin films. // Appl. Phys. Lett.- 2002. v.81. - No. 1. - pp. 117-119.

48. V. Likodimos, M. Labardi, and M. Allegrini. Domain pattern formation and kinetics on ferroelectric surfaces under thermal cycling using scanning force microscopy. // Phys. Rev. B 2002. - v.66. - p. 024104

49. C. S. Ganpule, A. L. Roytburd, V. Nagarajan, B. K. Hill, S. B. Ogale, E. D. Williams, R. Ramesh and J. F. Scott. Polarization relaxation kinetics and 180° domain wall dynamics in ferroelectric thin films.//Phys. Rev. B 2001. - v.65. - p. 014101

50. V. Likodimos, X. K. Orlik, L. Pardi, M. Labardi, and M. Allegrinia. Dynamical studies of the ferroelectric domain structure in triglycine sulfate by voltage-modulated scanning force microscopy. // J. Appl. Phys. 2001. - v.87. - No.l. -pp.443-451.

51. X. К. Orlik, V. Likodimos, L. Pardi, M. Labardi, and M. Allegrini. Scanning force microscopy study of the ferroelectric phase transition in triglycine sulfate. // Appl. Phys. Lett. -2000. v.76. - No. 10. - pp. 1321 - 1323

52. E. Zolotoyabko, J. P. Quintana, D. J. Towner, В. H. Hoerman, B. W. Wessels. Appl. Phys. Lett., 2002, Vol. 80, No. 17, 29 p. 3159-3161.

53. В.Б. Широков, Ю.И. Головко, B.M. Мухортов. Оптические свойства эпитаксиальных тонких пленок Ba0,8Sr0,2TiO3 // ЖТФ,- 2012.- Т.82. В.7. -С.79-84.

54. В.Б. Широков, С.В. Бирюков, В.М. Мухортов, Ю.И. Юзюк. Поляризация тонких пленок титаната бария-стронция при действии внешнего электрического поля //ЖТФ,- 2011. Т.81. -В.8. - С. 115-120.

55. В.М. Мухортов, В.В. Колесников, Ю.И. Головко, С.В. Бирюков, А.А. Маматов, Ю.И. Юзюк. Геометрические эффекты в наноразмерных эпитаксиальных пленках титаната-бария-стронция // ЖТФ. 2007. - Т.77. -В.10. - С.97-102

56. В.М. Мухортов. Гетероструктуры на основе наноразмерных сегнетоэлектрических пленок: получение, свойства и применение. Методическое пособие. Изд. ЮФУ, 2001. 182 с.

57. E. D. Mishina, N. E. Sherstyuk, V. I. Stadnichuk, A. S. Sigov, V. M. Mukhorotov, Yu. I. Golovko, A. van Etteger, Th. Rasing. Nonlinear-optical probing of nanosecond ferroelectric switching //Appl. Phys. Lett. 83,126, 2402 (2003)

58. Miguel V. Andres. Surface plasmon resonance hydrogen sensor using an optical fibre //Meas. Sci. Technol. 1992. V. 3. P. 217-221.

59. Tsuji K., Shimizu K., Horiguchi Т., Koyamada Y. Coherent optical frequency domain and an external phase modulator// IEEE Photon. Technol. Lett. 1995. V. 7. P. 804.

60. А.М.Мамедов, В.Т.Потапов, С.В.Шаталин. Волоконно-оптический фазовый модулятор, обеспечивающий диапазон сдвига оптической частоты до 20 GHz. // Письма в ЖТФ, 2002, Т.28. Вып. 8. С. 60-68.

61. Т. Тамир. Волноводная оптоэлектроника. М.: Мир, 1991. 575 с.

62. Z. Xu, M. Suzuki, Y. Tanushi, S. Yokoyama. Monolithically integrated optical modulator based on polycrystalline Ba0.7Sr0.3Ti03 thin films // Appl. Phys. Lett. -2006. V.88. — P.161107

63. Palkar V.R., Kundaliya D.C., Malik S. K., and Bhattacharya S. Magnetoelectricity at room temperature in the Bi0.9-xTbxLa0.1Fe03 system // Phys. Rev. B. 2004. V. 69. P. 212102.

64. A.K. Звездин, А.П.Пятаков. Фазовые переходы и гигантский магнитоэлектрический эффект в мультиферроиках. // УФН, 2004, Т. 174. В. 4. С. 465-470.

65. Srinivasan G., Rasmussen Е.Т. J. Gallegos, R. Srinivasan, Yu. I. Bokhan, and V. M. Laletin. Magnetoelectric bilayer and multilayer structures of magnetostrictive and piezoelectric oxide // Phys. Review. 2001. V. 64. P. 214408.

66. Wang J., Zheng H., Nagarajan V. Epitaxial BiFe03 Multiferroic Thin Film Heterostructures // Science. 2003. V. 299. P. 1719.

67. Кадомцева A.M., Звездин А.К. и др. Нарушенная четность относительно пространства и времени и магнитоэлектрические взаимодействия в антиферромагнетиках // Письма в ЖЭТФ, 2004, Т. 79. Вып. 11. С. 705-716.

68. Wang Y.P., Yuan G.L., Chen X.Y. et al. Electrical and magnetic properties of BiFe03 ceramic // J. Phys. D: Appl. Phys. 2006. V. 39. P. 2019-2023.

69. А.А.Амиров, И.К.Камилов, А.Б.Батдалов, И.А.Вербенко, О.Н.Разумовская, Л.А.Резниченко, Л.А.Шилкина. Магнитоэлектрическое взаимодействие в мультиферроиках BiFe03, Bi0.95Nd0.05Fe03 и Bi0.95La0.05Fe03. // Письма в ЖТФ, 2008, Т.34. Вып. 17. С. 72-77.

70. Kadomtseva A.M. et al. // Physica В. 1995. V. 211. P. 327.

71. T.F. Heinz, in: H.-E. Ponath, G.I. Stegeman (Eds.), Nonlinear Surface Electromagnetic Phenomena, North Holland, Amsterdam, 1991. p. 355.

72. H. Бломберген. Нелинейная оптика. -M.: Мир, 1996, 424 с.

73. Шен, И.Р., Принципы нелинейной оптики, пер. с англ., М., Наука, 1989, 561 стр.

74. P. Guyot-Sionnest, W. Chen, Y.R. Shen. General consideration on optical second harmonic generation from surfaces and interfaces. // Phys. Rev. В 1986. - v.33. -pp. 8254-8263.

75. Junaidah Osman, Yoshihiro Ishibashi and David R. Tilley. Calculation of nonlinear susceptibility tensor components in ferroelectrics. // Jpn. J. Appl. Phys. 1998. -v.37.-pp. 4887-4893.

76. С.К. Chen, A.R.B. de Castro and Y.R. Shen. Surface-Enchanced Second Harmonic Generation // Phys. Rev. Lett. 1981. - v.46. - pp. 145-148.

77. А.А. Никулин, А.В. Петухов. Гигантская вторая гармоника на поверхности металла: флуктуационный механизм диффузности и деполяризации излучения // ДАН СССР 1989. - с. 87-91.

78. Yeganeh M.S., Qi J., Culver J.P., Yodh A.G., Tamargo M.C. Interference in reflected second-harmonic generation from thin nonlinear films // Phys Rev. B. -1992.-V.46.-P.1630

79. Е.Д. Мишина. Нелинейно-оптическая диагностика материалов микроэлектроники // Диссертация на соискание степени докт. физ.-мат. наук, спец. 05.27.01. Москва, 2004. 289 с.

80. Н.Э. Шерстюк. Нелинейно-оптическая диагностика сегнетоэлектрических тонких пленок и наноструктур для микроэлектроники // Диссертация на соискание степени канд. физ.-мат. наук. спец. 05.27.01. Москва, 2005. 198 с.

81. М. Н. Lente, A. Picinin, J. P. Rino, and J. A. Eiras. 90° domain wall relaxation and frequency dependence of the coercive field in the ferroelectric switching process

82. D. Viehland, Yun-Han Chen. Random-field model for ferroelectric domain dynamics and polarization reversal. // J. Appl. Phys., 2000, V.88, N.ll, p. 66966707

83. E. Burcsu, G. Ravichandran, K.Bhattacharya. Electro-mechanical Behavior of 90-degree Domain Motion in Barium Titanate Single Crystals. // Proc. SPIE 2001. -Vol. 4333, Smart Structures and Materials 2001, Mar. 4-8.

84. A.A. Никулин, А.В. Петухов. Гигантская вторая гармоника на поверхности металла: флуктуационный механизм диффузности и деполяризации излучения // ДАН СССР 1989.-е. 87-91.

85. М.А. Кузнецов, Е.Д. Мишина, А.И. Морозов, А.С. Сигов, Ю.И. Головко, В.М. Мухортов, В.Т. Мощняга. Магнитоэлектрические и нелинейно-оптические свойства пленок В1РеОЗдопированных неодимом // Нано- и микросистемная техника. 2007. - №12. - С.20-23.

86. Н.Э. Шерстюк, H.A. Ильин, C.B. Семин, Е.Д. Мишина, В.М. Мухортов. Исследование сегнетоэлектрических свойств пленок феррита висмута методом генерации второй оптической гармоники. // Физика твердого тела, том 51, вып. 7, стр. 1284 1286 (2009).

87. M. Fiebig, V.V. Pavlov, R.V. Pisarev. Second harmonic generation as a tool for studying electronic and magnetic structures of crystals: review. // J. Opt. Soc. Am. В 2005. - vol. 22. - No. 1. - pp. 96 - 118.

88. В.М. Мухортов. Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук. // Ростов-на-Дону. 2001. - 347 стр.

89. В.М. Мухортов, Г.Н. Толмачев, Ю.И. Головко, А.И. Мащенко. Механизм высокочастотного распыления сложных оксидов. // ЖТФ 1998. - т.68. - стр. 99-103.

90. Ю.И. Головко, В.М. Мухортов, Ю.И. Юзюк, P.E. Janolin, В. Dkhil. Структурные фазовые переходы в наноразмерных сегнетоэлектрических пленках титаната бария-стронция // ФТТ. 2008. - Т.50. - В.З. - С.467-471.

91. С.Н. Мигунов, A.A. Волков, Г.А. Командин, А.Н. Лобанов, Б.П. Горшунов, Ю.И. Головко, В.М. Мухортов, Ю.И. Юзюк. Диэлектрические свойства пленок титаната бария-стронция нанометровой толщины // ЖТФ. 2008. -Т.78. -В.11. -С.99-103.

92. В.М. Мухортов, В.В. Колесников, Ю.И. Головко, C.B. Бирюков, A.A. Маматов, Ю.И. Юзюк. Геометрические эффекты в наноразмерных эпитаксиальных пленках титаната-бария-стронция // ЖТФ. 2007. - Т.77. -В.10. - С.97-102

93. В.М. Мухортов, Ю.И. Головко, Ю.И. Юзюк. Гетероэпитаксиальные пленки мультиферроика феррита висмута, допированного неодимом // УФН. 2009. -Т.179. - №8. - С.909-913.

94. Г.А. Командин, В.И. Торгашев, A.A. Волков, O.E. Породинков, И.Е. Спектор, В.М. Мухортов. Диэлектрические спектры тонких пленок мультиферроика134

95. Bi0,98Nd0,02FeC)3 в терагерцовом диапазоне частот // ФТТ. 2010. - Т.52.1. B.9. С.1717-1723.

96. David I. Woodwarda, Ian М. Reaney, Richard E. Eitel and Clive A. Randall. Crystal and domain structure of the BiFe03-PbTi03 solid solution. // J. Appl. Phys. 2003. - v.94. - No.5. - pp. 3313-3318.

97. A.C. Сигов, Е.Д. Мишина, B.M. Мухортов. Тонкие сегнетоэлектрические пленки: получение и перспективы интеграции // ФТТ. 2010. - Т. 52. - В.4.1. C.709-717.

98. W. Denk, J.H., Strickler, W.W. Webb, Science 248, 73 (1990).

99. B.J. Tromberg, N. Shah, R. Lanning, et al. Neoplasia. 2, 26 (2000).

100. Y. Uesu, S. Kurimura,Y. Yamamoto, Appl. Phys. Lett. 66, 2165 (1995)

101. Y. Uesu, H. Yokota, S. Kawado, J. Kaneshiro, S. Kurimura, N. Kato, Appl. Phys. Lett. 91, 182904 (2007).

102. C.B. Семин, Е.Д Мишина, Автоматизированный двухфотонный сканирующий микроскоп, Принято к печати Приборы и техника эксперимента, 2012

103. Заявка на патент РФ на изобретение. Способ измерения локального магнитоэлектрического коэффициента в мультиферроидных материалах и гетероструктурах / Иванов М.С., Мишина Е.Д.; заявитель и патентообладатель МГТУ МИРЭА. № 2010151517; заявл. 16.12.2010.

104. Yablonovitch Е., Gmitter Т.J., Leung К. М. "Photonic band structure: The face-centered cubic case employing nonspherical atoms "//Phys. Rev. Lett., 1991, Vol. 67, pp. 2295-2297.

105. De La Rue R.M. Modelling issues for waveguide photonic crystals and photonic microstructures // Optical and Quantum Electronics, 34, 417-433 (2002).

106. Bayat K., Chaudhuri S.K., Savafi-Naeini S. Polarization and thickness dependent guiding in the photonic crystal slab waveguide // Opt. Express, 15, i. 13, 8391 (2007).

107. M. Clemens and T. Weiland. Discrete electromagnetism with the finite integration technique // Progress in Electromagnetic Research, PIER 32, 65-87 (2001).

108. Mishina E., Zaitsev A., Ilyin N., Sherstyuk N., Sigov A., Golovko Yu., Muhortov V., Kolesnikov A., Lozovik Yu., Yemtsova M., Rasing Th. Switchable nonlinearmetalloferroelectric photonic crystals // Appl. Phys. Lett. 2007. V.91. №4. P.041107.