|
@@ -323,24 +323,18 @@ AIST-NT CombiScope, представляющей собой сканирующи
|
|
|
|
|
|
В соответствии \KL{со схемой} экспериментальной установки сбор
|
|
В соответствии \KL{со схемой} экспериментальной установки сбор
|
|
излучения из туннельного контакта осуществлялся сквозь стеклянную
|
|
излучения из туннельного контакта осуществлялся сквозь стеклянную
|
|
-подложку с тонкой плёнкой золота (см. рис.~\ref{rissetup}). Понятно,
|
|
|
|
-что в такой геометрии оптическое излучение частично поглощается и
|
|
|
|
|
|
+подложку с тонкой плёнкой золота (см. рис.~\ref{rissetup}). В такой геометрии оптическое излучение частично поглощается и
|
|
отражается при прохождении через образец. Для определения оптических
|
|
отражается при прохождении через образец. Для определения оптических
|
|
\KL{и геометрических} параметров исследуемых образцов были измерены
|
|
\KL{и геометрических} параметров исследуемых образцов были измерены
|
|
спектры оптического пропускания (рис.~\ref{risTransmission}a).
|
|
спектры оптического пропускания (рис.~\ref{risTransmission}a).
|
|
-\KL{Серые зашумлённые линии соответствуют экспериментальным данным, поверх них наложены более гладкие черные линии, полученные в расчёте
|
|
|
|
- методом матриц переноса (a правда им?). В этом расчёте для каждого
|
|
|
|
- образца использовалось два подгоночных параметра: толщины подслоя
|
|
|
|
- хрома и слоя золота, значения материальных параметров были взяты из
|
|
|
|
- литературы [R. L. Olmon, B. Slovick, T. W. Johnson, D. Shelton,
|
|
|
|
|
|
+\KL{Светло-серые линии соответствуют экспериментальным данным, поверх них наложены более гладкие черные линии, полученные в расчёте
|
|
|
|
+ методом матриц переноса в коммерческом пакете ... (a правда им?). Экспериментальные кривые аппроксимировались с использованием двух подгоночных параметров для каждого образца: толщины слоев хрома и золота. Частотные дисперсии хрома и золота были взяты из литературы [R. L. Olmon, B. Slovick, T. W. Johnson, D. Shelton,
|
|
S.-H. Oh, G. D. Boreman, and M. B. Raschke. Optical dielectric
|
|
S.-H. Oh, G. D. Boreman, and M. B. Raschke. Optical dielectric
|
|
function of gold, Phys. Rev. B 86, 235147 (2012), P. B. Johnson and
|
|
function of gold, Phys. Rev. B 86, 235147 (2012), P. B. Johnson and
|
|
R. W. Christy. Optical constants of transition metals: Ti, V, Cr,
|
|
R. W. Christy. Optical constants of transition metals: Ti, V, Cr,
|
|
Mn, Fe, Co, Ni, and Pd, Phys. Rev. B 9, 5056-5070 (1974) ]. В
|
|
Mn, Fe, Co, Ni, and Pd, Phys. Rev. B 9, 5056-5070 (1974) ]. В
|
|
- результате с высокой точностью удалось восстановить значения этих
|
|
|
|
- толщин, см. таблицу~\ref{tabExpData}. Например, для образцов №3 и №5
|
|
|
|
- общая толщина нанесённого покрытия отличается менее чем на 2~нм,
|
|
|
|
- однако этого достаточно для видимых различий в спектрах пропускания. } В
|
|
|
|
|
|
+ результате с высокой точностью удалось восстановить значения
|
|
|
|
+ толщин слоев металлов, образующих каждый из образцов, см. таблицу~\ref{tabExpData}. Например, для образцов №3 и №5 общая толщина нанесённого покрытия отличается менее чем на 2~нм, однако этого достаточно для видимых различий в спектрах пропускания. } В
|
|
области около 530 нм наблюдается резонансное увеличение пропускания
|
|
области около 530 нм наблюдается резонансное увеличение пропускания
|
|
света, что связано с особенностями в дисперсии диэлектрической функции
|
|
света, что связано с особенностями в дисперсии диэлектрической функции
|
|
золота \KL{\sout{[нужна ссыль]} есть выше}. Видно, что интегральный
|
|
золота \KL{\sout{[нужна ссыль]} есть выше}. Видно, что интегральный
|
|
@@ -356,39 +350,37 @@ AIST-NT CombiScope, представляющей собой сканирующи
|
|
на образце №5 (с максимальной интенсивностью излучения), затем на
|
|
на образце №5 (с максимальной интенсивностью излучения), затем на
|
|
образцах 1-4, и снова на образце №5. При повторном измерении
|
|
образцах 1-4, и снова на образце №5. При повторном измерении
|
|
зарегистрированная интенсивность излучения отличалась на
|
|
зарегистрированная интенсивность излучения отличалась на
|
|
-незначительную величину. Данный факт подтверждает, что в течение
|
|
|
|
-экспериментов зонд не модифицировался.В таблице~\ref{tabExpData} в
|
|
|
|
|
|
+незначительную величину. Таки образом, можно сделать вывод, что в течение
|
|
|
|
+экспериментов зонд не модифицировался. В таблице~\ref{tabExpData} в
|
|
столбце $I_n$ представлена нормированная средняя интенсивность эмиссии
|
|
столбце $I_n$ представлена нормированная средняя интенсивность эмиссии
|
|
фотонов из туннельного контакта. Интенсивность зарегистрированного
|
|
фотонов из туннельного контакта. Интенсивность зарегистрированного
|
|
излучения туннельного контакта нормировалась на коэффициент
|
|
излучения туннельного контакта нормировалась на коэффициент
|
|
пропускания излучения на длине волны 740 нм
|
|
пропускания излучения на длине волны 740 нм
|
|
-(см. рис.~\ref{risTransmission}a). Данная длина волны была выбрана в
|
|
|
|
-качестве референсной, основываясь на литературных данных об спектрах
|
|
|
|
-излучения фотонов из туннельного контакта под острием СТМ для схожих
|
|
|
|
|
|
+(см. рис.~\ref{risTransmission}a). Эта длина волны была выбрана в
|
|
|
|
+качестве референсной на основании на литературных данных о спектрах
|
|
|
|
+излучения фотонов из туннельного контакта золото-золото под острием СТМ для схожих
|
|
конфигураций эксперимента ~\cite{parzefall2017antenna}.
|
|
конфигураций эксперимента ~\cite{parzefall2017antenna}.
|
|
|
|
|
|
-Представленные данные ясно показывают, существует зависимость между
|
|
|
|
-морфологическими особенностями пленок золота и интенсивностью
|
|
|
|
-излучения туннельного контакта. Увеличения размера зерна пленки золота
|
|
|
|
-в целом приводит к увеличению интенсивности излучения, такая же
|
|
|
|
-особенность прослеживается при уменьшении средней высоты
|
|
|
|
-зерна. Наиболее четко зависимость интенсивности излучения проявляется
|
|
|
|
-от параметра, определяющего аспектное отношение для зерен золота
|
|
|
|
|
|
+Представленные в таблице~\ref{tabExpData} данные ясно показывают, существует четкая корреляция между морфологическими особенностями пленок золота и интенсивностью
|
|
|
|
+излучения туннельного контакта. Увеличение латерального размера (ширины) зерна пленки золота в целом приводит к увеличению интенсивности излучения, такая же
|
|
|
|
+закономерность прослеживается при уменьшении средней высоты
|
|
|
|
+зерна. Наиболее четко зависимость интенсивности излучения проявляется в зависимости
|
|
|
|
+от параметра, определяющего аспектное отношение высоты к ширине зерен золота
|
|
$A$. При уменьшении аспектного отношения зерна интенсивность излучения
|
|
$A$. При уменьшении аспектного отношения зерна интенсивность излучения
|
|
от пленок золота увеличивается драматическим образом.
|
|
от пленок золота увеличивается драматическим образом.
|
|
|
|
|
|
|
|
+\commentA{Следующий абзац излишне косноязычен, т.е. написан казенным языком.}
|
|
Предельным случаем поверхности со стремящимся к нулю параметром
|
|
Предельным случаем поверхности со стремящимся к нулю параметром
|
|
-$Z_{grain}$ является монокристаллическое золото. Мы исследовали
|
|
|
|
|
|
+$A$ является монокристаллическое золото. Мы исследовали
|
|
интенсивность излучения туннельного контакта от пленки
|
|
интенсивность излучения туннельного контакта от пленки
|
|
-монокристаллического золота толщиной 150 нм. \KL{В таблице указана
|
|
|
|
- толщина в 300нм} \KL{\sout{Понятно, что в}В} данном случае сбор
|
|
|
|
|
|
+монокристаллического золота толщиной 300~нм. В данном случае сбор
|
|
фотонов через подложку крайне затруднен\KL{, \sout{. В соответствии с
|
|
фотонов через подложку крайне затруднен\KL{, \sout{. В соответствии с
|
|
данным фактом была введена модификация экспериментальной схемы, в
|
|
данным фактом была введена модификация экспериментальной схемы, в
|
|
которой} поэтому} сбор фотонов из-под острия СТМ был организован
|
|
которой} поэтому} сбор фотонов из-под острия СТМ был организован
|
|
через боковой длиннофокусный объектив, установленный под углом
|
|
через боковой длиннофокусный объектив, установленный под углом
|
|
25$^\circ$ к плоскости подложки. Для прямого сравнения полученных
|
|
25$^\circ$ к плоскости подложки. Для прямого сравнения полученных
|
|
экспериментальных данных интенсивность излучения от
|
|
экспериментальных данных интенсивность излучения от
|
|
-монокристаллического золота при боковом сборе фотонов была нормирована
|
|
|
|
|
|
+монокристаллического золота при боковом сборе фотонов была перенормирована
|
|
на интенсивность излучения от образца №5 при той же геометрии
|
|
на интенсивность излучения от образца №5 при той же геометрии
|
|
эксперимента. Полученные результаты показывают, что в случае
|
|
эксперимента. Полученные результаты показывают, что в случае
|
|
применения монокристаллического золота интенсивность излучения фотонов
|
|
применения монокристаллического золота интенсивность излучения фотонов
|
|
@@ -443,8 +435,10 @@ SC$^a$ & - & 300 &$\rightarrow\!\infty$ & $\rightarrow\! 0$& $\rightarrow \! \i
|
|
% \textbf{Таблица 1.} Параметры образцов и экспериментальные данные}
|
|
% \textbf{Таблица 1.} Параметры образцов и экспериментальные данные}
|
|
\end{table}
|
|
\end{table}
|
|
|
|
|
|
|
|
+\commentA{Пока закончил тут :(}
|
|
|
|
+
|
|
\KL{
|
|
\KL{
|
|
-\section{Численное моделирования}
|
|
|
|
|
|
+\section{Результаты численного моделирования}
|
|
|
|
|
|
В предыдущем разделе было отмечено, что для сравнения эффективности
|
|
В предыдущем разделе было отмечено, что для сравнения эффективности
|
|
рождения фотонов под остриём СТМ зонда проводилась нормировка
|
|
рождения фотонов под остриём СТМ зонда проводилась нормировка
|
|
@@ -459,7 +453,7 @@ SC$^a$ & - & 300 &$\rightarrow\!\infty$ & $\rightarrow\! 0$& $\rightarrow \! \i
|
|
эксперименте с нижним расположением объектива (Рис.~\ref{rissetup})
|
|
эксперименте с нижним расположением объектива (Рис.~\ref{rissetup})
|
|
было зафиксировано оптическое излучение вызванное приложением
|
|
было зафиксировано оптическое излучение вызванное приложением
|
|
напряжения к туннельному контакту. Возникает вопрос, каким образом
|
|
напряжения к туннельному контакту. Возникает вопрос, каким образом
|
|
-излучение попало в этот объектив?
|
|
|
|
|
|
+излучение попало в объектив?
|
|
|
|
|
|
Для моделирования излучения диполя вблизи поверхности независимо были
|
|
Для моделирования излучения диполя вблизи поверхности независимо были
|
|
использованы два метода. Это метод конечных разностей во временной
|
|
использованы два метода. Это метод конечных разностей во временной
|
|
@@ -520,13 +514,13 @@ FDTD расчёт потока энергии вёлся в ближнем по
|
|
Интерес представляет хорошее соответствие между результатом
|
|
Интерес представляет хорошее соответствие между результатом
|
|
прохождения излучения диполя, расположенного вблизи поверхности, и
|
|
прохождения излучения диполя, расположенного вблизи поверхности, и
|
|
результатом прохождения коллимированного пучка сквозь ту же
|
|
результатом прохождения коллимированного пучка сквозь ту же
|
|
-структуру. Связано это с тем, что в первом случае учитывается вклад в
|
|
|
|
|
|
+структуру. Хорошо совпали отношения спектров разных образов, абсолютные значения отличаются.
|
|
|
|
+Связано это с тем, что в моделировании с дипольным источником учитывается вклад в
|
|
пропускание только для того излучения, которое попадает в
|
|
пропускание только для того излучения, которое попадает в
|
|
апертуру объектива. Это существенно ограничивает набор волновых
|
|
апертуру объектива. Это существенно ограничивает набор волновых
|
|
векторов, во внимание принимаются только те волновые вектора, у
|
|
векторов, во внимание принимаются только те волновые вектора, у
|
|
которых доминирует компонента, направленная по нормали к поверхности
|
|
которых доминирует компонента, направленная по нормали к поверхности
|
|
-от диполя к объективу. В результате использованная нормировка на
|
|
|
|
-спектры пропускания оказывается достаточно корректной.
|
|
|
|
|
|
+от диполя к объективу, что качественно похоже на прохождение плоской волны. Так как результат расчёта нормируется на спектр излучения диполя в вакууме по всем направлениям, то абсолютные значения получаются меньше, чем для пропускания коллимированного пучка. В результате можно считать, что использованная нормировка интенсивности эмиссии на спектры пропускания оказывается достаточно корректной для относительного сравнения эффективности излучения фотонов в туннельном зазоре.
|
|
|
|
|
|
Дополнительно с помощью метода FDTD было промоделировано влияние СТМ зонда
|
|
Дополнительно с помощью метода FDTD было промоделировано влияние СТМ зонда
|
|
на спектры пропускания для случая дипольного источника. Относительное
|
|
на спектры пропускания для случая дипольного источника. Относительное
|
|
@@ -570,9 +564,12 @@ FDTD расчёт потока энергии вёлся в ближнем по
|
|
Численное моделирование, результаты которого представлены выше, позволяет утверждать следующее:
|
|
Численное моделирование, результаты которого представлены выше, позволяет утверждать следующее:
|
|
\begin{itemize}
|
|
\begin{itemize}
|
|
\item Материальные параметры золота с подслоем хрома практически не меняются в зависимости от технологических параметров напыления. Экспериментально измеренные спектры хорошо описываются в широком диапазоне длин волн методом матриц переноса с использованием всего двух подгоночных параметров: толщина слоя золота и толщина подслоя хрома.
|
|
\item Материальные параметры золота с подслоем хрома практически не меняются в зависимости от технологических параметров напыления. Экспериментально измеренные спектры хорошо описываются в широком диапазоне длин волн методом матриц переноса с использованием всего двух подгоночных параметров: толщина слоя золота и толщина подслоя хрома.
|
|
-\item Ближнепольные эффекты не влияют на эмиссию фотонов. Независимые расчёты методом FDTD и методом T-матриц показали, что фактор Парсела для дипольного источника, эквивалентного излучению туннельного тока, слабо меняется в зависимости от образца. У образца №1 c максимальной толщиной и образца кристаллического золота спектральные зависимости фактора Парсела практически идентичны.
|
|
|
|
|
|
+\item Ближнепольные эффекты без учёта шероховатости плёнок не влияют на эмиссию фотонов. Независимые расчёты методом FDTD и методом T-матриц показали, что фактор Парсела для дипольного источника, эквивалентного излучению туннельного тока, слабо меняется в зависимости от образца. У образца №1 c максимальной толщиной и образца кристаллического золота спектральные зависимости фактора Парсела практически идентичны.
|
|
|
|
+\item Нормировка на спектр пропускания коллимированного является корректной для для сравнения эффективности эмиссии фотонов в туннельном зазоре между различными образцами. Это обусловлено тем, что отношение расчётных спектров пропускания для разных образцов в модели с дипольным источником и учётом апертуры сбора сигнала хорошо совпало с экспериментальными данными.
|
|
|
|
+\item Корректным является сравнение данных, полученных в геометрии пропускания и на отражение. Для области спектра, соответствующей эмиссии фотонов туннельным зазором, поток энергии, собираемый в боковую апертуру, слабо отличается для слоистого образца и образца из кристаллического кремния в модели с одинаковой мощностью дипольного источника.
|
|
\end{itemize}
|
|
\end{itemize}
|
|
|
|
|
|
|
|
+Всё вместе это свидетельствует о том, что различие в интенсивности эмиссии не связано с эффективностью вывода излучения из туннельного зазора, количество фотонов, которое рождается в туннельном зазоре действительно отличается почти на четыре порядка в зависимости от используемого образца.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
}
|
|
}
|
|
@@ -587,8 +584,7 @@ FDTD расчёт потока энергии вёлся в ближнем по
|
|
туннельного контакта будет очень быстро падать в зависимости от
|
|
туннельного контакта будет очень быстро падать в зависимости от
|
|
радиуса золотого зерна.
|
|
радиуса золотого зерна.
|
|
|
|
|
|
- hint: Фактор Парсела сильно зависит от расстояния до подложки. Аналогично туннельному контакту
|
|
|
|
- }
|
|
|
|
|
|
+ hint: Фактор Парсела сильно зависит от расстояния до подложки. Аналогично туннельному контакту, если считать образцы плоскими - он для фиксированного растояния один и тот же. Но на образцах с шероховатостью эффективное расстояние может оказаться разным ( плюс там еще зависит от того эффективного расстояние, которое в итоге получается от обратной связи). Учитывался ли фактор Парсела в статье Суриса? }
|
|
|
|
|
|
1. Quenching and hot spots \KL{Я бы тему с hot spots и Джоулевы потери
|
|
1. Quenching and hot spots \KL{Я бы тему с hot spots и Джоулевы потери
|
|
вообще убрал. То что написано в двух абзаца ниже вообще не
|
|
вообще убрал. То что написано в двух абзаца ниже вообще не
|