Browse Source

Update on Overleaf.

k.ladutenko 6 years ago
parent
commit
6468a93c21
1 changed files with 31 additions and 35 deletions
  1. 31 35
      main.tex

+ 31 - 35
main.tex

@@ -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