автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Особенности взаимодействия электромагнитного излучения СВЧ-диапазона с фотонными структурами, включающими нанометровые металлические, диэлектрические и полупроводниковые слои

10-1 87

На правах рукописи

МЕРДАНОВ МЕРДАН КАЗИМАГОМЕДОВИЧ

ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ СВЧ-ДИАПАЗОНА С ФОТОННЫМИ СТРУКТУРАМИ, ВКЛЮЧАЮЩИМИ МАНОМЕТРОВЫЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ, ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СЛОИ

05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах 05.12.07 - Антенны, СВЧ-устройства и их технологии

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Саратов - 2009

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского»

Научные руководители: заслуженный деятель науки РФ,

доктор физико-математических наук, профессор

Усанов Дмитрий Александрович

доктор физико-математических наук, профессор

Скрипалъ Александр Владимирович

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор

Коломейцев Вячеслав Александрович

доктор физико-математических наук, профессор

Попов Вячеслав Валентинович Ведущая организация: ЗАО «НПЦ «Алмаз-Фазотрон», г. Саратов

Защита диссертации состоится 18 декабря 2009 г. в 14:00 на заседании диссертационного совета Д 212.242.01 при Саратовском государственном техническом университете по адресу: 410054 г. Саратов, ул. Политехническая, 77, Саратовский государственный технический университет, ауд. 1/319.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Саратовского государственного технического университета.

Автореферат разослан « 17 » ноября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета / II JS\C Димитрюк A.A.

РОСС ИЙСКА Я ГОСУДАРСТВЕННАЯ

БИБЛИОТЕКА 2010

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы

Уровень развития технологии изготовления слоев различных материалов толщиной от нескольких нанометров до десятков микрометров во многом определяет эффективность производства существующих и успешное создание новых приборов твердотельной микро- и наноэлектроники [1, 2]. Для достижения высокой степени совершенства слоистых структур и, в частности, структур на основе нанометровых пленок, необходимо использовать высокоточные методы измерений электрофизических параметров диэлектрических и полупроводниковых материалов и структур, металлических пленок.

Достоинством бесконтактных методов, к которым относятся СВЧ-методы, является возможность проводить измерения, не разрушая материал и не изменяя ею свойства [3, 4]. СВЧ-методы являются оптимальными при использовании исследуемых материалов и структур в приборах полупроводниковой СВЧ-члектроннки, поскольку исследования, например, с помощью зондовых методов мо!ут давать недостаточно информации для конструирования именно СВЧ-устройств с заданными характеристиками.

При отработке технологии создания слоистых структур на основе нано-метровых пленок, используемых в микро-, акусто- и оптоэлектронике, важно точно измерить физические параметры и толщины диэлектрических, полупроводниковых и металлических слоев по завершении технологического цикла. Такие измерения желательно производить, не разрушая структуру, например, с использованием СВЧ-излучения [5].

Для определения электрофизических параметров и толщины диэлектрических и полупроводниковых материалов и структур, наиометровых металлических пленок можно использовать результаты измерений спектров отражения и прохождения взаимодействующего с ними СВЧ-излучения при условии, что известно их теоретическое описание. Нахождение электрофизических параметров слоистых структур по спектрам отражения и прохождения электромагнитной волны связано с необходимостью решать обратную задачу [6].

Интенсивное развитие нанотехнологий стимулировало разработку и создание нового класса периодических структур, получивших название фотонных кристаллов. Эти структуры состоят из периодически расположенных составляющих, размеры которых сравнимы с длиной волны распространяющегося в них электромагнитного излучения. В спектре пропускания таких структур имеется частотная область, запрещенная для распространения электромагнитной волны - аналог запрещенной зоны в кристаллах. При наличии нарушений в периодичности слоистой структуры в запрещенной зоне фотонного кристалла могут возникать узкие «окна» прозрачности [7].

В СВЧ-диапазоне одномерный фотонный кристалл может быть реализован как с помощью волноводов с диэлектрическим заполнением, так и планар-ных линий передачи с периодически изменяющейся структурой [8].

Использование фотонного кристалла, с одной стороны, обеспечивает изменение коэффициента отражения от значений, близких к нулю, до значений, близких к единице, в измеряемом диапазоне частот, чем достигается расширение диапазона измеряемых толщин и класса исследуемых материалов, с другой стороны, обеспечивает возможность проведения измерений в выбранном частотном диапазоне.

В связи с этим являются актуальными проведение исследований особенностей взаимодействия электромагнитного излучения сверхвысокочастотиого диапазона с одномерными волноводными фотонными кристаллами, установление возможности расширения диапазона и повышения достоверности измерений электрофизических параметров и толщин тонких нанометровых металлических пленок, слоев диэлектрических и полупроводниковых материалов, включенных в сос тав одномерных волноводных фотонных кристаллов в качестве нарушений периодичности слоистой структуры, по спектрам отражения и прохождения взаимодействующего с ними излучения сверхвысокочастотного диапазона длин волн.

Цель диссертационной работы: исследование особенностей взаимодействия электромагнитного излучения сверхвысокочастотного диапазона с одномерными волноводными фотонными кристаллами, содержащими неоднородности в виде нанометровых металлических плёнок, слоев диэлектрических и полупроводниковых материалов, и проведение на этой основе экспериментального и теоретического обоснования возможности измерений их параметров в широком диапазоне значений.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1. Разработка модели, которая позволяет адекватно описать взаимодействие электромагнитного излучения СВЧ-диапазона с многослойными структурами, представляющими собой одномерные волноводные фотонные кристаллы, содержащие неоднородности в виде нанометровых металлических плёнок, слоев диэлектрических и полупроводниковых материалов;

2. Разработка метода решения обратной задачи: определения параметров металлических, полупроводниковых и диэлектрических слоев в многослойных структурах, представляющих собой одномерные волноводные фотонные кристаллы, по спектрам отражения и прохождения взаимодействующего с ними электромагнитного излучения;

3. Экспериментальная реализация методов измерения электропроводности, толщины и диэлектрической проницаемости слоев в многослойных структурах, представляющих собой одномерные волноводные фотонные кристаллы, в широком диапазоне изменения параметров слоев по спектрам отражения и прохождения взаимодействующего с ними электромагнитного излучения.

Новизна исследований, проведенных в ходе диссертационной работы, состой! в следующем:

1. Описано появление в запрещенной зоне волноводного фотонного кристалла «донориых» или ((акцепторных» окон прозрачности, расположенных вблизи верхней или нижней частотных границ запрещенной зоны, соответственно, при нарушении периодичности в виде изменения толщины или диэлектриче-

ской проницаемости одного из споёв одномерного волноводного фотонного кристалла.

2. Показано, что для достижения минимальной величины коэффициента отражения ог одномерного волноводного фотонного кристалла на центральной частоте окна прозрачности при фиксированном числе слоев необходимо создание нарушения периодичности в центре волноводного фотонного кристалла.

3. Разработано теоретическое обоснование возможности измерения параметров диэлектрических материалов, а также слоистых структур «металл-полупроводник», «металл-диэлектрик», входящих в состав одномерных вол-новодных фотонных кристаллов, в широком диапазоне изменения их параметров по спектрам отражения и прохождения взаимодействующего с фотонными кристаллами сверхвысокочастотного излучения.

4. Установлено, что расширение диапазона толщин металлических пленок (до нескольких тысяч нанометров), входящих в состав фотонной структуры, в котором коэффициент отражения от фотонной структуры не достигает насыщения, обеспечивается увеличением диэлектрической проницаемости слоев волноводного фотонного кристалла.

5. Экспериментально реализованы методы измерения электропроводности, толщины и диэлектрической проницаемости слоистых структур, входящих в состав одномерных волноводных фотонных кристаллов, по спектрам отражения и прохождения взаимодействующего с ними электромагнитного излучения.

Достоверность результатов диссертации обеспечивается качественным и количественным соответствием выводов теории основным результатам, полученным экспериментально, строгостью используемых математических моделей, корректностью упрощающих допущений, сходимостью вычислительных процессов к искомым решениям, выполнимостью предельных переходов к известным решениям. Достоверность экспериментальных результатов обеспечена применением стандартной измерительной аппаратуры, обработкой экспериментальных данных с использованием стандартных методов.

Практическая значимость полученных результатов заключается в следующем:

1. Реализован метод компьютерного моделирования спектров отражения и прохождения одномерных волноводных фотонных структур СВЧ-диапазона, содержащих неоднородности в виде нанометровых металлических плёнок, слоев диэлектрических и полупроводниковых материалов.

2. Разработаны методы измерения параметров металлических плёнок, слоёв диэлектрических и полупроводниковых материалов с использованием одномерных волноводных фотонных кристаллов в широком диапазоне изменения параметров исследуемых структур по спектрам отражения и прохождения СВЧ-излучения, взаимодействующего с системой «волноводный фотонный кристалл — измеряемая структура» » (патент РФ 1Ш 2326368 С1 на изобретение «Способ измерения электрофизических параметров структуры «нанометровая металлическая пленка - полупроводниковая или диэлектрическая подложка»).

3. Разработана программная и аппаратная реализация методов измерения электропроводности, толщины и диэлектрической проницаемости слоев в структурах «металл-полупроводник», «металл-диэлектрик», диэлектрической проницаемости диэлектрических материалов, входящих в состав одномерных

волноводных фотонных кристаллов, по спектрам отражения и прохождения взаимодействующего с ними электромагнитного излучения.

4. Результаты диссертационной работы использованы в МИЭТ (ТУ), г. Моста, МАИ, г. Москва, ОАО «НИИ «Феррит-Домен», г. Санкт-Петербург, ОАО «НПК «ТРИСТАН», г. Москва, при создании компьютерного комплекса для измерения толщины микро- и манометровых пленок.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Создание в одномерном волноводном фотонном кристалле нарушений периодичности в виде изменения толщины или диэлектрической проницаемости одного из слоёв в «запрещенной зоне» волноводного фотонного кристалла приводит к появлению «донорных» или «акцепторных» окон прозрачности, расположенных вблизи верхней или нижней частотных границ «запрещенной зоны», соответственно.

2. Минимальная величина коэффициента отражения от одномерного волноводного фотонного кристалла на центральной частоте «окна» прозрачности при фиксированном числе слоев достигается при создании нарушения периодичности в центре волноводного фотонного кристалла.

3. Чувствительность коэффициента отражения электромагнитного излучения к изменению величины диэлектрической проницаемости слоя, создающего дополнительное нарушение периодичности фотонного кристалла, зависит от толщины слоя неоднородности.

4. При увеличении диэлектрической проницаемости слоев волноводного фотонного кристалла расширяется диапазон толщин металлических пленок с фиксированной электропроводностью, входящих в состав фотонной структуры, в котором коэффициент отражения от фотонной структуры не достигает насыщения.

5. По измеренным частотным зависимостям коэффициента отражения электромагнитного излучения от волноводных фотонных кристаллов при наличии нарушения периодичности измеряемого образца в результате решения обратной задачи при известных параметрах периодически чередующихся слоев возможно определение диэлеюрической проницаемости диэлектриков, электропроводности или толщины нанометровых металлических слоёв на диэлектрических или полупроводниковых подложках.

Апробация работы:

Основные результаты диссертационной работы доложены на:

« Международном Форуме по нанотехнологиям. Москва, 3-5 декабря 2008 г.

• 38th European Microwave Conference. Amsterdam, the Netherlands, 27-31st October 2008.

• VU Международной научно-технической конференции «Физика и технические приложения волновых процессов». Самара, 15-21 сентября 2008 г.

• 1 Международной казахстанско-российско-японской научной конференции и VI российско-японском семинаре. Усть-Каменогорск, 24-25 июня 2008 г.

• 17th International Conference on Microwaves, Radar and Wireless Communications. Poland, Wroclaw, May 19-21, 2008 r.

• 37th European Microwave Conference. Munich, Germany, 8—12th October 2007 r.

• 17-й Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии». Севастополь, Крым. Украина. 10-14 сент.2007 г.

• VI Международной научно-технической конференции «Физика и технические приложения волновых процессов». Казань, 17-21 сентября 2007 г.

• V российско-японском семинаре «Оборудование, технологии и аналитические системы для материаловедения, микро- и наноэлектроники». Саратов, июнь 2007 г.

Исследования выполнялись в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы ГК № 02.513.11.3058, задания Федерального агентства по образованию № государственной регистрации НИР: 0120.0 603189, контракта № 4000-С/08 по научно-технической программе Союзного государства, № государственной регистрации 01200705158.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 работ, в том число 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК; 9 работ опубликованы в сборниках конференций, 1 патент РФ на изобретение.

Личным вклад автора выразился в участии в проведении всего объема экспериментальных работ, в создании теоретических моделей, описывающих результаты -экспериментов, проведении компьютерного моделирования и анализе полученных результатов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения и списка использованной литературы. Работа изложена на 147 страницах, содержит 62 рисунка, список использованной литературы включает 244 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Но введении обоснована актуальность выбранной темы диссертации, сформулирована цель работы, приведены основные положения, выносимые на защиту, описаны структура и объем работы.

В первом раздела проведен критический анализ современных исследований характеристик материалов и структур на сверхвысоких частотах.

Во втором разделе представлена теоретическая модель, описывающая взаимодействие электромагнитного излучения СВЧ-диапазона с одномерными волноводными фотонными структурами, в том числе содержащими диэлектрические и проводящие нанометровые слон, и позволяющая рассчитывать коэффициенты отражения и прохождения СВЧ-излучения для таких структур.

Для расчета коэффициентов отражения и прохождения электромагнитной волны при её нормальном падении на одномерный фотонный волноводный кристалл, представляющий собой многослойную структуру (рис. 1), использовалась матрица передачи волны между областями с различными значениями постоянной распространения электромагнитной волны у] и уj+l, которая связывает коэффициенты Aj, Bj и AJ+l, BJ+U определяющие амплитуды падающих и отраженных волн по обе стороны от границы zjj+l :

' yJ+i+yJ с.(у|+1-тЛ/./+1 "tj+l'lj с(у/+1+Т /У ,■.)>! 2V;+] 2y7+i

tj-H-tj c-(tj+1 +71 yj+i+yJ с~(у/+i ~yjbv+i 2Y7+i 2Y>+i

Коэффициенты Лд,+1 и В0, определяющие амплитуды волны, прошедшей через многослойную структуру (рис. 1), и волны, отраженной от нее, связаны с коэффициентом А0, определяющим амплитуду падающей волны, следующим соотношением:

о rlw U0

(1)

= (Й'й Т^й!] = П/ЛО») = Т(2Л'ЛИ)■ ) Т(г|,2)■ Т(2,и), (2)

где ТЛ, - матрица передачи слоистой структуры, состоящей из N слоев (рис. 1).

Рис. 1. Слоистая структура, состоящая из N слоев Для расчета постоянных распространения Уц,Уа,Уы,/п электромагнитной волны соответственно в пустом волноводе, волноводе, заполненном диэлектриком, металлической пленкой и полупроводником, использовались следующие выражения:

Го :

а V а V о"

где £() и диэлектрическая и магнитная проницаемости вакуума;

sn,M = еп.м ~jsn,u ~ комплексная диэлектрическая проницаемость полупроводникового слоя и тонкой металлической пленки; еп м = еп_м - (о'Г|,ы'"п,м)/Ео<;'2'!11,м ■ еп,м = ап,м/еом ~ действительная и мнимая части комплексной диэлектрической проницаемости полупроводникового слоя и тонкой металлической пленки; е„ м и ¡и„_м - относительная диэлектрическая и магнитная проницаемость решетки полупроводниковой подложки и металлического слоя соответственно; сгпм-электропроводность полупроводниковой подложки и металлического слоя, «п,м~ эффективная масса и концентрация электронов в полупроводниковой подложке и металлическом слое; ед - относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрического слоя.

Коэффициенты отражения R = B0/AQ и прохождения T = AlV+l/Ai) электромагнитной волны, взаимодействующей со слоистой структурой, определяются через элементы матрицы передачи Tw с помощью соотношений: . Ту[2,1] у _ T,v[l,lj-TN [2,2]- Т.у[1,2]■ [2,1] Tn M' Тдг [2,2]

R ■■

(3)

Полученные соотношения были использованы для нахождения значений коэффициентов отражения и прохождения при взаимодействии электромагнитного излучения СВЧ-диапазона с одномерными волноводными фотонными структурами.

1*1

0.{

0.6

0.4

0.2

' Т\ ;

' \ I \ I !

Рис.

На рис. 2 представлены результаты расчетов спектра отражения фотонного кристалла при наличии в нем нарушения в виде измененной толщины среднего слоя. Показано, что создание описанных выше нарушений в одномерных полноводных фотонных кристаллах приводит к появлению в «запрещенной зоне» волноводной фотонной структуры «донорных» окон прозрачности, расположенных вблизи верхней частотной границы «запрещенной зоны» (рис. 2, кривая 5), или «акцепторных» окон, расположенных вблизи нижней частотной границы «запрещенной зоны» (рис. 2, кривая 2). При этом частотное положение «окна» прозрачности - «глубина залегания» - определяется параметрами нарушения.

Следует отметить, что, как показывает компьютерное моделирование, размещение нарушения в центре фотонного кристалла приводит к появлению «окна» прозрачности с минимальным значением коэффициента отражения в минимуме «окна» и с максимальной добротностью. Смещение нарушения от центра фотонного кристалла к краю приводит к уменьшению добротности «окна» прозрачности и увеличению значения коэффициента отражения в минимуме «окна» прозрачности вплоть до полного исчезновения «окна».

Исследованы спектры отражения фотонных кристаллов при внесении в него неоднородности в виде двухслойной структуры, представляющей собой полупроводниковую или диэлектрическую пластину с нанесенным на неё наномет-ровым металлическим слоем. Показано, что частотная зависимость коэффициента отражения в «окне» прозрачности такого модифицированного фотонного кристалла определяется толщиной и электропроводностью металлического слоя (рис. 3).

При увеличении диэлектрической проницаемости слоев волноводного фотонного кристалла расширяются диапазоны толщины и электропроводности

9 10 11 12 Д ГГц

. 2. Спектры отражения 11-слойного фотонного кристалла «поликор-пенопласт» для различных значений толщины с/6 нарушенного 6-го слоя (слой пенопласта): Кривая 1 соответствует фотонному кристаллу без нарушения. <Уй, мм: 2- 7.0, 3-4.0, 4-3.0, 5-1.0

Рис. 3 Спектры отражения фотонного кристалла для различных значений толщины А металлического слоя при размещении фотонного кристалла перед измеряемой структурой. Кривая 1 — без измеряемой структуры. А, нм: 2 - 0, 3 - 4.0, 4 - 20, 5 - 50, 6 - 200

Рис. 4. Зависимости квадратов модулей коэффициентов отражения фотонного кристалла при наличии в нем нарушения в виде б-го слоя (пенопласт) меньшей толщины (¿4=0.5 мм) от толщины металлического слоя при размещении фотонного кристалла перед измеряемой структурой на различных частотах /. /, ГГц: 1- 8.995, 2- 9.01, 3- 9.02, 4-9.03, 5- 9.04, б- 9.05

нанометровых металлических пленок, включенных в его состав, для которых коэффициент отражения электромагнитного излучения СВЧ-диапаэона от фотонной структуры не достигает насыщения (рис. 4).

Представлены результаты компьютерного моделирования спектров отражения одномерных волноводных фотонных кристаллов с различным числом звеньев.

В третьем разделе представлено теоретическое обоснование метода измерения параметров диэлектриков, полупроводников и слоистых структур типа «металл-полупроводник» и «металл-диэлектрик» в широком диапазоне изменения этих параметров по спектрам отражения и прохождения электромагнитного излучения с использованием одномерных волноводных фотонных структур.

Практически важной задачей микро- и наноэлектроники является задача одновременного определения таких параметров полупроводниковых пластин, используемых в качестве подложек интегральных микросхем, как диэлектрическая проницаемость £•„ и электропроводность сгп (то есть, комплексной диэлектрической проницаемости) в широком диапазоне их изменения.

Измерение диэлектрической проницаемости £ и электропроводности ст образца, по спектрам отражения электромагнитного излучения, при использовании метода наименьших квадратов, для этого случая основано на решении системы уравнений

_ в

да

для функции невязок вида

(5)

Моделировалось измерение диэлектрической проницаемости кремниевой пластины толщиной 0.5 мм по спектру отражения в 8-миллиметровом диапазоне длин волн при размещении её в качестве центрального слоя волноводного фотонного кристалла, состоящего из 11 чередующихся слоев поликора толщиной 1 мм и пенопласта толщиной 1 мм, и представляющей собой нарушение периодичности его структуры.

Решением системы уравнений (4) для функции Х(в,а) в виде (5) являются искомые диэлектрическая проницаемость и электропроводность образца е„„ и пщ1 . Вид функции невязок и её контурная карта представлены на рис. 5.

Рис 5. Вид функции невязок в пространстве искомых параметров (а) и контурная карта функции невязок в плоскости искомых параметров (6) для кремниевого образца ( е = 11,8 ) с электропроводностью СТ = 50Ом 'м-1

На рис. 6 представлены тестовые (точки) и рассчитанные (линии) значения коэффициента отражения, полученные с использованием найденных значений параметров £(М. и аиск. Относительная погрешность определения диэлектрической проницаемости образца по тестовым данным достигала 15 %, относительная погрешность определения электропроводности образца по тестовым данным достигала 7%.

Рис.б. Тестовые (точки) и рассчитанные (линии) значения коэффициента отражения, полученные с использованием найденных значений параметров Ет.к и аиск, соответственно: 1 - 11.8 и 21.3,

2- 11.7 и 47.9,

3- 10.0 и 97.9.

0.4

24

26

30 /, ГГц

Приведено решение обратной задачи по определению комплексной диэлектрической проницаемости слоев, включенных в качестве неоднородности и волноводный фотонный кристалл, электропроводности полупроводниковой пластины и толщины нанесенного на неё нанометрового металлического слоя.

В четвертом разделе представлены результаты экспериментальных исследований спектров отражения и прохождения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона одномерных волноводных фотонных структур, содержащих нарушения в виде измененной толщины и диэлектрической проницаемости отдельных слоев, а также одномерных волноводных фотонных структур, размещенных перед структурой типа «нанометровая металлическая плёнка - полупроводниковая или диэлектрическая подложка».

В ходе экспериментальных исследований в диапазоне частот 8-12 ГГц была измерена частотная зависимость модуля коэффициента отражения электромагнитной волны от 11-слойной структуры, состоящей из чередующихся слоев поликора с Б = 9.6 и пенопласта с Е = 1.1. Представлены измеренные спектры отражения электромагнитной волны от фотонного кристалла вблизи «окна» прозрачности для различных значений толщины 6-го нарушенного слоя (пенопласта).

Экспериментально определялась электропроводность плёнок тантала с содержанием азота, нанесенных на поликоровые подложки толщиной 0.5 мм. Коэффициент отражения измерялся с помощью векторного анализатора цепей Agilem PNA N5230A в диапазоне частот 8.5-10,5 ГГц. Толщины металлических пленок были измерены на атомно-силовом микроскопе типа NTEGRA Spectra.

На рис. 7 представлены экспериментально измеренные (дискретные кривые) спектры отражения электромагнитной волны от исследуемой структуры (фотонный кристалл

с/ -------

> ! 1

V

0.6 :-

0.4 I-.........

о.г;..........

85

10

/ 11ц

ч 9.5 10 /.ГГц 8.5 Ч 4 5

а о

Рис. 7. Экспериментальные (точки) и рассчитанные (линии) спектры отражения электромагнитной волны от исследуемой структуры: «волноводный фотонный кристалл -

пленка тантала на поликоровой подложке»: аТа х 1(ГЙ, Ом'1 м'1: а - 0.051; б -0.199

Искомое значение электропроводности металлической пленки аи шк оп-

е ре

ЕО^кслГ-И®,0*

ределялось численным методом в результате решения уравнения

! N2

хжсп

)

fa к,

fa„.

- = о.

(6)

На рис. 7 представлены также рассчитанные спектры отражения (непрерывные кривые) при значениях электропроводности а„ =ам иск, определяемых из решения уравнения (6).

По измеренным спектрам отражения (рис. 8, дискретные кривые) электромагнитного излучения от структуры «фотонный кристалл - пленки нихрома на кремниевой подложке» определялись толщина нанометровой пленки нихрома Лме, и электропроводность кремниевой подложки аподл толщиной 430 мкм. Коэффициент отражения измерялся с помощью векторного анализатора цепей А^Иет 1'ЫА Л'5230А. Измерения проводились для двух различных чередований слоев измеряемой структуры: «фотонный кристалл - металлическая пленка -полупроводниковая подложка» и «фотонный кристалл - полупроводниковая

Рис. 8 Экспериментальные (точки) и рассчитанные (сплошные кривые) спектры отражения от исследуемой структуры : кривые I - в системе «волноводный фотонный кристалл - металлическая пленка - полупроводниковая подложка», кривые 2 - в системе «волноводный фотонный кристалл - полупроводниковая подложка - металлическая пленка», и - Амст = 10 нм; о - /;мет =110 нм.

В результате решения обратной задачи по измеренным спектрам отражения в диапазоне частот 9-10 ГГц были определены параметры исследуемых структур. На рис. 8 приведены рассчитанные (сплошные линии) спектры отражения электромагнитной волны для двух различных ориентаций измеряемой структуры, при значениях толщины металлической пленки и электропроводности подложки, полученных из решения обратной задачи.

Представлена также экспериментальная реализация метода определения комплексной диэлектрической проницаемости диэлектрических материалов.

И -заключении приведены основные результаты и сформулированы выводы диссертационной работы.

ОС НОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1. Представлена теоретическая модель, описывающая взаимодействие электромагнитного излучения СВЧ-диапазона с одномерными волноводными

фотонными структурами, в том числе содержащими диэлектрические и проводящие нанометровые слои, и позволяющая рассчитывать коэффициенты отражения и прохождения СВЧ-излучения для таких структур.

2. Проведено компьютерное моделирование спектров отражения и прохождения одномерных фотонных кристаллов СВЧ-диапазона в волноводном исполнении при наличии в них нарушений в виде измененной толщины и/или диэлектрической проницаемости отдельных слоев.

3. Установлено, что создание нарушений в виде измененной толщины и/или диэлектрической проницаемости отдельных слоев в одномерных волновод-ных фотонных кристаллах приводит к появлению в «запрещенной зоне» волноводной фотонной структуры «донорньгх» окон прозрачности, расположенных вблизи верхней частотной границы «запрещенной зоны», или «акцепторных» окон, расположенных вблизи нижней частотной границы «запрещенной зоны». При этом частотное положение «окна» прозрачности -((глубина залегания» — определяется параметрами нарушающего периодичность слоя.

4. Исследованы спектры отражения фотонного кристалла при внесении в него неоднородности в виде двухслойной структуры, представляющей собой полупроводниковую или диэлектрическую пластину с нанесенным на нее манометровым металлическим слоем. Показано, что частотная зависимость коэффициента отражения в «окне» прозрачности такого модифицированного фотонного кристалла определяется толщиной и электропроводностью металлического слоя.

5. Исследованы зависимости коэффициента отражения фотонного кристалла, содержащего в качестве неоднородности полупроводниковую или диэлектрическую пластину, с нанесенным на неё нанометровым металлическим слоем, от толщины этого слоя. Показано, что при увеличении диэлектрической проницаемости слоев волноводного фотонного кристалла расширяются диапазоны толщины и электропроводности нанометровых металлических пленок, включенных в его состав, в которых коэффициен т отражения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона от фотонной структуры не достигает насыщения.

6. Представлено теоретическое обоснование метода измерения параметров диэлектриков, полупроводников и слоистых структур типа «металл-полупроводник» и «металл-диэлектрик» в широком диапазоне изменения этих параметров по спектрам отражения и прохождения электромагнитного излучения с использованием одномерных волноводных фотонных структур,

7. Показана возможность решения обратной задачи по определению комплексной диэлектрической проницаемости слоев, включенных в качестве неоднородности в волноводный фотонный кристалл, электропроводности и диэлектрической проницаемости полупроводниковых пластин, электропроводнос ти полупроводниковой пластины и толщины нанесенного на неё манометрового металлического слоя.

8. Представлены результаты экспериментальных исследований взаимодействия СВЧ-излучения с одномерными волноводными фотонными структурами в трехсантиметровом диапазоне длин волн. Экспериментально исследованы спектры отражения и прохождения электромагнитного излучения СВЧ-

диапазона одномерных полноводных фотонных структур, содержащих нарушения в виде измененной толщины и диэлектрической проницаемости отдельных слоев, а также одномерных волноводных фотонных структур, размещенных перед структурой типа «нанометровая металлическая плёнка -полупроводниковая или диэлектрическая подложка».

9. Экспериментально реализованы методы определения комплексной диэлектрической проницаемости материалов, диэлектрической проницаемости и электропроводности полупроводниковых слоев, толщины и проводимости нанометровых металлических слоёв, нанесённых на диэлектрические и полупроводниковые подложки, с использованием спектров отражения и прохождения одномерных волноводных фотонных кристаллов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ ИЗЛОЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ:

В изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1 Мерланов МК. Использование волноводных фотонных структур для измерения параметров нанометровых металлических слоев на изолирующих подложках/Д.А.Усанов, А В. Скрипаль, М.К.Мерданов и др.//Известия вузов. Электроника. 2007. №6. С. 25-32

2 Мерланов M К СВЧ-фотонные структуры и их использование для измерения параметров материалов и создания функциональных устройств СВЧ-электроники/ДА.Усанов, А.В Скрипаль, М.К.Мерданов и др.// Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2008. Т. 11,№3. С. 51-59.

В других изданиях

3 Мерданов М.К. Измерение нанометровых металлических слоев на изолирующих подложках с использованием волноводных фотонных структур в СВЧ-диапазоне/ Д.А.Усанов, А.В. Скрипаль, М.К.Мерданов и др.// Оборудование, технологии и аналитические системы для материаловедения, микро- и наноэлектроники: труды V российско-японского семинара: в 2 т. М : Изд-во МИСиС, 2007. T. I. С. 466-475.

4 Мерданов М.К. Широкополосные волноводные согласованные нагрузки на основе слоистых металлодиэлектрических структур/ Д.А.Усанов, А.В. Скрипаль, М.К.Мерданов и др.// Физика и технические приложения волновых процессов: труды VI Меищунар. науч.-тех. конф. Казань,2007. С.222-223.

5 Мерданов М.К. Спектральные характеристики волноводных фотонных структур с на-нометровым металлическим слоем/ Д.А.Усанов, А.В. Скрипаль, М.К.Мерданов и др.// Физика и технические приложения волновых процессов: труды VI Междунар. науч.-тех. конф. Казань 2007. С.233-234.

6 Мерданов М.К. Измерение нанометровых металлических слоев с использованием волноводных фотонных структур/Д.А.Усанов, А.В. Скрипаль, М.К.Мерданов и др.// СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии: материалы 17-й Междунар. Крымской конф.: в 3 т. Севастополь, Крым. Украина, 2007. Т.2. С.549-550.

7, Merdanov M. Measurement of the Metal Nanometer Layer Parameters on Dielectric Substrates using Photonic Crystals based on the Waveguide Structures with Controlled Irregularity in the Microwave Band/ D. Usanov, A. Skripal, M. Merdanov et al.// Proc. of 37th European Microwave Conference. Munich, Germany, 2007. P. 198-201.

X Мерданов M К Использование микрополосковых и волноводных фотонных кристаллов для измерения параметров материалов и наноструктур/ Д.А.Усанов, А.В. Скрипаль, М.К Мерданов и др.// Перспективные технологии, оборудование и аналитические системы для материаловедения и наноматериалов: материалы 1 Междунар. казахстанско-российско-японской науч. конф. и VI российско-японского семинара/' под ред. проф. Л В Кожитова. M : Интерконтакт Наука Усть-Каменогорск: ВКГТУ.2008. С. 336-344.

Р - , 8

9. Merdariov М. Application of multilayer metal-dielectric structures for creation of wideband waveguide matched loads/D. Usanov, A. Skripal, M. Merdanov et al.//Proc. of XVII International Conference on Microwaves, Radar and Wireless Communications: in 3 vol. Poland, Wroclaw, 2008. Vol. 2. P. 553-556.

10. Merdanov M. Wideband Waveguide Matched Loads Based on Photonic Crystals with Nanometer Metal Layers/ D. Usanov, A. Skripal, M. Merdanov et al.// Proceedings of the 38th European Microwave Conference. Amsterdam, the Netherlands, 2008, P. 484-487

11. Патент РФ на изобретение №2349904. Способ измерения электрофизических параметров структуры «нанометровая металлическая пленка - полупроводниковая или диэлектрическая подложка/ Д.А.Усанов, А.В. Скрипаль, М.К. Мерданов. Опубл. 20.03.2009. Бюлл. №8 (по заявке на изобретение 2007134232/09(037404) от 13.09.2007), МПК G0IN 22/00 (2006.01).

12. Мерданов М.К. Фотонные структуры и их использование для измерения параметров материалов, микро- и нанометровых слоев и создания функциональных устройств СВЧ-электроники/ Д.А.Усанов, А.В. Скрипаль, М.К.Мерданов и др.// Междунар. Форум по нанотехнологиям: в 2 т. М., 2008. Т. 1. С.152-154.

ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА 1. Нанотехнологии в электронике/под ред. Ю.А. Чаплыгина. М.: Техносфера, 2005. 448 с.

2 Нанотехнология: физика, процессы, диагностика, приборы/ под ред. В В. Лучинина, 10.М. Таирова. М.: Физматлит, 2006. 552 с.

3 Усанов Д А. Физика работы полупроводниковых приборов в схемах СВЧ/ Д.А.Усанов,

A.В. Скрипаль. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1999. 376 с.

4. Викторов В. А. Радиоволновые измерения параметров технологических процессов/ В. А Викторов, Б.В. Лункин, А.С. Совлуков. М.: Энергоатомиздат, 1989. 208 с,

5. Near-field microwave microscopy of materials properties/ S. M. Anlage, D. E. Steinhauer,

B. J. Feenstra et al.// ar-Xiv:cond-mat/0001075 v2 18 Apr 2000.

6. Чаплыгин 10.А. Методика измерения электропроводности нанометровых металлических пленок в слоистых структурах по спектрам отражения электромагнитного излучения/ Ю А. Чаплыгин, Д.А.Усанов, А.В. Скрипаль и др. // Известия вузов. Электроника. 2006. №6. С. 27-35.

7. Donor and acceptor modes in photonic band structure / E. Yablonovitch, T.J. Gimitter, R.D. Meade et al. //Phys. Rev. Lett. 1991. Vol. 67, N. 24. P. 3380-3383.

8. Гуляев Ю.В. Фотонные и магнитофотонные кристаллы - новая среда для передачи информации/Ю.В. Гуляев, С.А. Никитов// Радиотехника. 2003. №8. С.26-30.

Подписано в печать 11.11.09 Формат 60x84 1/16

Бум. офсет. Усл. печ. л. 1,0 Уч.-изд. л. 1,0

Тираж 100 экз. Заказ 487 Бесплатно

Саратовский государственный технический университет 410054, Саратов, Политехническая ул., 77

Отпечатано в Издательстве СГТУ. 410054, Саратов, Политехническая ул., 77

2008174865

ВВЕДЕНИЕ.

1. Анализ современного состояния исследований в области технологий контроля параметров диэлектрических и проводящих материалов на СВЧ.

1.1. Измерение электрофизических параметров материалов волноводными методами.

1.2. Измерение параметров полупроводников мостовыми методами.

1.3. Измерение параметров полупроводников резонаторными методами.

1.4. Измерение параметров материалов методом волноводно-диэлектрического резонанса.

1.5. Измерение параметров материалов и структур автодинными методами.

1.6. Измерение параметров материалов с использованием синхронизированных генераторов.

1.7. Ближнеполевая СВЧ-микроскопия свойств материалов.

1.8. Измерения толщины нанометровых слоев металла и электропроводности полупроводника в структурах металл-полупроводник по спектрам отражения и прохождения электромагнитного излучения.

2. Математическая модель и результаты компьютерного моделирования взаимодействия электромагнитного излучения СВЧ-диапазона с одномерными волноводными фотонными структурами, включающими нанометровые металлические, диэлектрические и полупроводниковые слои.

2.1. Взаимодействие СВЧ-излучения с многослойными структурами с плоскостями слоев, перпендикулярных направлению распространения излучения.

2.1.1. Математическая модель.

2.1.2. Результаты компьютерного моделирования спектров отражения волноводных фотонных структур в различных диапазонах частот.

2.1.3. Результаты компьютерного моделирования зависимости спектров отражения волноводных фотонных структур от положения «нарушения» периодичности в структуре фотонного кристалла.

2.1.4. Результаты компьютерного моделирования зависимости спектров отражения волноводных фотонных структур от параметров нарушения.

2.1.5. Результаты компьютерного моделирования спектров отражения волноводных фотонных структур, содержащих проводящие слои.

3. Теоретическое обоснование метода измерения параметров материалов на СВЧ с использованием одномерных волноводных фотонных структур.

3.1. Измерение диэлектрической проницаемости диэлектрических материалов.

3.2. Измерение комплексной диэлектрической проницаемости материалов с потерями.

3.3. Измерение толщин нанометровых металлических пленок на диэлектрических или полупроводниковых подложках.

4. Результаты экспериментального исследования взаимодействия СВЧизлучения с одномерными волноводными фотонными структурами и результаты измерения парамеров материалов на СВЧ с использованием волноводных фотонных структур.

4.1. Результаты экспериментального исследования спектров отражения и прохождения волноводных фотонных кристаллов.

4.2. Использование волноводных фотонных структур для измерения параметров нанометровых металлических слоев на полупроводниковых и диэлектрических подложках.

4.2.1. Экспериментальное исследование частотных зависимостей коэффициента отражения фотонных структур, содержащих нанометровые металлические слои.

4.2.2. Измерение электропроводности металлических пленок, нанесенных на диэлектрические подложки.

4.2.3. Измерение толщин металлических пленок, нанесенных на полупроводниковые подложки.

4.2.4. Измерения толщины нанометровых слоев металла и электропроводности полупроводника в структурах металл-полупроводник.

4.3. Использование волноводных фотонных структур для измерения параметров диэлектрических материалов.

4.3.1. Экспериментальное исследование частотных зависимостей коэффициента отражения фотонных структур, содержащих неоднородности в виде диэлектрических слоев.

4.3.2. Измерение диэлектрической проницаемости материалов с низкими потерями.

4.3.3. Измерение действительной и мнимой частей комплексной диэлектрической проницаемости материалов с потерями.

Уровень развития технологии изготовления слоев различных материалов толщиной от нескольких нанометров до десятков микрометров во многом определяет эффективность производства существующих и успешное создание новых приборов твердотельной микро- и наноэлектроники [1,2]. Для достижения высокой степени совершенства слоистых структур и, в частности, структур на основе нанометровых пленок, необходимо использовать высокоточные методы измерений электрофизических параметров диэлектрических и полупроводниковых материалов и структур, металлических пленок.

При измерениях чаще всего применяются контактные методы, т. е. параметры полупроводниковых и диэлектрических материалов и металлических пленок измеряют на постоянном или низкочастотном токе [3-5]. Измерения такими методами производятся при наличии контакта зонда с образцом. Зачастую это приводит к разрушению исследуемого материала. При использовании таких методов могут возникать характерные для них нежелательные явления, например, связанная с контактом инжекция носителей заряда в материал, возникновение контактной разности потенциалов, термоЭДС, которые приводят к трудноустранимым погрешностям при измерениях, причем влияние этих эффектов может изменяться в зависимости от температуры, что создает трудности при проведении измерений в широком интервале температур. С помощью зондовых методов затруднительно также исследовать образцы малой площади с произвольной геометрией.

Достоинством бесконтактных методов, к которым, помимо прочих, относятся СВЧ-методы, является возможность проводить измерения, не разрушая материал и не изменяя его свойства [6-31].

Преимуществом СВЧ-измерений является возможность проводить с помощью одной измерительной установки и на одном образце определение нескольких параметров, измерение которых контактными методами требует создания различных установок и использования нескольких однотипных образцов. При отсутствии контакта появляется возможность вынесения измерительных приборов за пределы области температурного воздействия на полупроводник и, как следствие, измерения свойств полупроводников в широком интервале температур. При использовании СВЧ для измерений становится возможным изучение зависимости тех или иных параметров от частоты. Бесконтактность методов открывает новые возможности для изучения анизотропных эффектов. Из-за возможности приложения сильных электрических полей без использования контактов СВЧ-методы могут быть применены для изучения кинетики разогрева носителей в электрическом поле, так как бесконтактность исключает инжекцию. С помощью данных методов возможно проводить экспрессные измерения, измерение и отбраковку полупроводниковых заготовок для приборов, контроль параметров при термообработке. Измерения с помощью СВЧ очень важны для определения параметров пленочных структур, вследствие того, что СВЧ-методы исследования пленок позволяют проводить разносторонние измерения без разрушения пленки, что открывает возможность использовать прошедшие измерения образцы для производства приборов.

Следует отметить, что СВЧ-методы являются оптимальными при использовании исследуемых материалов и структур в приборах полупроводниковой СВЧ-электроники, поскольку исследования, например, с помощью зондо-вых методов могут давать недостаточно информации для конструирования именно СВЧ-устройств с заданными характеристиками. Преимущества полупроводниковых СВЧ-приборов по сравнению с их вакуумными аналогами придают актуальность разработке новых методов определения параметров полупроводников.

СВЧ-методы измерения различаются по физическим эффектам, на которых они основаны, по типу используемой схемы измерений и по характеру взаимного расположения образца и электродинамической системы. В основе деления СВЧ-методов по заложенным в их основу физическим принципам лежат: эффект поглощения электромагнитной энергии свободными носителями заряда, инерционность носителей в СВЧ-поле, поворот плоскости поляризации волны при искривлении траектории движения носителей заряда, резонансы. По типу используемой схемы СВЧ-методы делят на волноводные, мостовые, ре-зонаторные, микрополосковые. Рассматривая взаимное расположение исследуемого образца и электродинамической системы, СВЧ-методы делят на методы измерения "проходными" системами, когда образец помещается внутри системы и методы измерения "накладными" системами, когда образец прикладывается к открытому концу СВЧ-тракта, к отверстию в резонаторе или является частью их стенок.

Наиболее распространенными методами являются волноводные и резо-наторные. При использовании волноводных методов рассматривается взаимодействие СВЧ-волны, распространяющейся в волноводе, с помещенным в него образцом, и измеряются интенсивность прошедшей и отраженной волн. При измерениях резонаторными методами схема настраивается в резонанс изменением размеров электродинамической системы или частоты генератора. Эти методы основаны на поглощении электромагнитной энергии свободными носителями заряда и изменении эквивалентных размеров резонатора при помещении в него полупроводника. По результатам определения изменения характеристик резонатора могут быть определены диэлектрическая проницаемость и электропроводность материала, изменение электропроводности, вызванное наложением магнитного поля, освещением образца и т. д. Если зависимость между изменением электропроводности и поглощением в образце является линейной, то можно найти величину времени установления неравновесных процессов в полупроводниках, таких как объемное время жизни неосновных носителей заряда и скорость поверхностной рекомбинации. Введение исследуемого образца в измерительную резонаторную систему приводит к смещению резонансной частоты и изменению добротности резонатора, по изменению которых рассчитываются параметры образца.

При отработке технологии создания слоистых структур на основе нано-метровых металлических пленок, используемых в микро-, акусто- и оптоэлек-тронике, важно точно измерить толщину слоя металла и его электропроводность по завершении технологического цикла. Такие измерения желательно производить, не разрушая структуру, например, с использованием микроволнового излучения [6-8, 11, 32].

Для определения толщины и электропроводности нанометровых металлических пленок в слоистых структурах можно использовать результаты измерений спектров отражения и прохождения взаимодействующего с ними микроволнового излучения при условии, что известно их теоретическое описание [33-50]. Нахождение электрофизических параметров слоистых структур по спектрам отражения и прохождения электромагнитной волны связано с необходимостью решать обратную задачу [37].

Слоистые структуры, полностью заполняющие волновод по поперечному сечению, представляющие собой чередующиеся слои диэлектриков с различными значениями толщины и диэлектрической проницаемости и образующие периодическую вдоль направления распространения электромагнитной волны структуру, толщины слоев которых соизмеримы с длиной волны распространяющегося излучения, представляют собой одномерные фотонные кристаллы в СВЧ-диапазоне. Фотонные кристаллы, содержащие проводящие слои, в том числе, нанометровые металлические пленки обладают резко выраженными резонансными характеристиками.

В спектре пропускания такой структуры имеется частотная область, запрещенная для распространения электромагнитной волны - аналог запрещенной зоны в кристаллах. [51] При наличии нарушений в периодичности слоистой структуры в запрещенной зоне фотонного кристалла могут возникать узкие «окна» прозрачности [52].

В СВЧ-диапазоне одномерный фотонный кристалл может быть реализован как с помощью волноводов с диэлектрическим заполнением [53] так и пла-нарных линий передачи с периодически изменяющейся структурой [54-60].

Использование фотонного кристалла, с одной стороны, обеспечивает изменение коэффициента отражения от значений близких к нулю до значений близких к единице в измеряемом диапазоне частот, чем достигается расширение диапазона измеряемых толщин и класса исследуемых материалов, с другой стороны, обеспечивается возможность проведения измерений в выбранном частотном диапазоне и создания на их основе функциональных устройств СВЧ-электроники [52, 53, 61-64].

В связи с этим является актуальным проведение исследований особенностей взаимодействия электромагнитного излучения сверхвысокочастного диапазона с одномерными волноводными фотонными кристаллами, установление возможности расширения диапазона и повышения достоверности измерений электрофизических параметров и толщин тонких нанометровых металлических пленок, слоев диэлектрических и полупроводниковых материалов, включенных в состав одномерных волноводных фотонных кристаллов в качестве нарушений периодичности слоистой структуры, по спектрам отражения и прохождения взаимодействующего с ними излучения сверхвысокочастного диапазона длин волн.

Цель диссертационной работы: исследование особенностей взаимодействия электромагнитного излучения сверхвысокочастного диапазона с одномерными волноводными фотонными кристаллами, содержащими неоднородности в виде нанометровых металлических плёнок, слоев диэлектрических и полупроводниковых материалов, и проведение на этой основе экспериментального и теоретического обоснования возможности измерений их параметров в широком диапазоне значений.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1. Разработка модели, которая позволяет адекватно описать взаимодействие электромагнитного излучения СВЧ-диапазона с многослойными структурами, представляющими собой одномерные волноводные фотонные кристаллы, содержащими неоднородности в виде нанометровых металлических плёнок, слоев диэлектрических и полупроводниковых материалов;

2. Разработка метода решения обратной задачи: определения параметров металлических, полупроводниковых и диэлектрических слоев в многослойных структурах, представляющих собой одномерные волноводные фотонные кристаллы, по спектрам отражения и прохождения, взаимодействующего с ними электромагнитного излучения;

3. Экспериментальная реализация методов измерения электропроводности, толщины и диэлектрической проницаемости слоев в многослойных структурах, представляющих собой одномерные волноводные фотонные кристаллы, в широком диапазоне изменения параметров слоев по спектрам отражения и прохождения взаимодействующего с ними электромагнитного излучения.

Новизна исследований, проведенных в ходе диссертационной работы, состоит в следующем:

1. Описано появление в запрещенной зоне волноводного фотонного кристалла «донорных» или «акцепторных» окон прозрачности, расположенных вблизи верхней или нижней частотных границ запрещенной зоны, соответственно, при нарушении периодичности в виде изменения толщи-ны или диэлектрической проницаемости одного из слоев одномерного волноводного фотонного кристалла.

2. Показано, что для достижения минимальной величины коэффициента отражения от одномерного волноводного фотонного кристалла на центральной частоте окна прозрачности при фиксированном числе слоев необходимо создание нарушения периодичности в центре волноводного фотонного кристалла.

3. Разработано теоретическое обоснование возможности измерения парамет-ров диэлектрических материалов, а также слоистых структур металл-полупроводник, металл-диэлектрик, входящих в состав одномерных вол-новодных фотонных кристаллов, в широком диапазоне изменения их параметров по спектрам отражения и прохождения, взаимодействующего с фотонными кристаллами сверхвысокочастотного излучения;

4. Установлено, что расширение диапазона толщин металлических пленок (до нескольких тысяч нанометров), входящих в состав фотонной структуры, в котором коэффициент отражения от фотонной структуры не достигает насыщения, обеспечивается увеличением диэлектрической проницаемости слоев волноводного фотонного кристалла.

5. Экспериментально реализованы методы измерения электропроводности, толщины и диэлектрической проницаемости слоистых структур, входящих в состав одномерных волноводных фотонных кристаллов, по спектрам отражения и прохождения взаимодействующего с ними электромагнитного излучения.

Достоверность результатов диссертации обеспечивается качественным и количественным соответствием выводов теории основным результатам, полученным экспериментально, строгостью используемых математических моделей, корректностью упрощающих допущений, сходимостью вычислительных процессов к искомым решениям, выполнимостью предельных переходов к известным решениям. Достоверность экспериментальных результатов обеспечена применением стандартной измерительной аппаратуры, обработкой экспериментальных данных с использованием стандартных методов.

Практическая значимость полученных результатов заключается в следующем:

1. Реализован метод компьютерного моделирования спектров отражения и прохождения одномерных волноводных фотонных структур СВЧдиапазона, содержащих неоднородности в виде нанометровых металличе-ских плёнок, слоев диэлектрических и полупроводниковых материалов.

2. Разработаны методы измерения параметров металлических плёнок, слоёв диэлектрических и полупроводниковых материалов с использованием одномерных волноводных фотонных кристаллов в широком диапазоне изменения параметров исследуемых структур по спектрам отражения и прохождения СВЧ-излучения, взаимодействующего с системой «волноводный фотонный кристалл — измеряемая структура» (патент РФ RU 2326368 С1 на изобретение «Способ измерения электрофизических параметров структуры «на-нометровая металлическая пленка - полупроводниковая или диэлектрическая подложка»),

3. Разработана программная и аппаратная реализация методов измерения электропроводности, толщины и диэлектрической проницаемости слоев в структурах металл-полупроводник, металл-диэлектрик, диэлектрической проницаемости диэлектрических материалов, входящих в состав одномерных волноводных фотонных кристаллов по спектрам отражения и прохождения, взаимодействующего с ними электромагнитного излучения.

4. Результаты диссертационной работы использованы в МИЭТ (ТУ) г. Зеленоград, МАИ г. Москва, ОАО «НИИ «Феррит-Домен» г. Санкт-Петербург, ОАО «НПК «ТРИСТАН» г. Москва при создании компьютерного комплекса для измерения толщины микро- и нанометровых пленок.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Создание в одномерном волноводном фотонном кристалле нарушений периодичности в виде изменения толщины или диэлектрической проницаемости одного из слоёв в запрещенной зоне волноводного фотонного кристалла приводит к появлению «донорных» или «акцепторных» окон прозрачности, расположенных вблизи верхней или нижней частотных границ запрещенной зоны, соответственно.

2. Минимальная величина коэффициента отражения от одномерного вол-новодного фотонного кристалла на центральной частоте окна прозрачности при фиксированном числе слоев достигается при создании нарушения периодичности в центре волноводного фотонного кристалла.

3. Чувствительность коэффициента отражения электромагнитного излучения к изменению величины диэлектрической проницаемости слоя, создающего дополнительное нарушение периодичности фотонного кристалла, зависит от толщины слоя неоднородности.

4. При увеличении диэлектрической проницаемости слоев волноводного фотонного кристалла расширяется диапазон толщин металлических пленок с фиксированной электропроводностью, входящих в состав фотонной структуры, в котором коэффициент отражения от фотонной структуры не достигает насыщения

5. По измеренным частотным зависимостям коэффициента отражения электромагнитного излучения от волноводных фотонных кристаллов при наличии нарушения периодичности измеряемого образца в результате решения обратной задачи при известных параметрах периодически чередующихся слоев возможно определение диэлектрической проницаемости диэлектриков, электропроводности или толщины нанометровых металлических слоев на диэлектрических или полупроводниковых подложках.

Апробация работы:

Основные результаты диссертационной работы доложены на:

• Международном Форуме по нанотехнологиям. Москва, 3-5 декабря 2008 г.

• 38th European Microwave Conference. Amsterdam, The Netherlands. 27-31 st October 2008.

• VII Международной научно-технической конференции «Физика и технические приложения волновых процессов». Самара, 15-21 сентября 2008 г.

• I Международной казахстанско-российско-японской научной конференции и VI российско-японском семинаре, 24-25 июня 2008

• 17th International Conference on Microwaves, Radar and Wireless Communications. Poland, Wroclaw, May 19-21, 2008.

• 37th European Microwave Conference. Munich, Germany. 8-12th October 2007.

• 17-ой Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» 10-14сент.2007г. Севастополь, Крым. Украина.

• VI Международной научно-технической конференции «Физика и технические приложения волновых процессов» 17-21 сентября 2007 г. Казань 2007.

• V российско-японском семинаре «Оборудование, технологии и аналитические системы для материаловедения, микро- и наноэлектроники», г. Саратов, июнь 2007.

Исследования выполнялись в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы ГК № 02.513.11.3058, задания Федерального агентства по образованию № государственной регистрации НИР: 0120.0 603189, контракта № 4000-С/08 по научно-технической программе Союзного государства № госрегистрации 01200705158.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 работ [4750, 63-70], в том числе 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК; 9 работ опубликованы в сборниках конференций, 1 патент РФ на изобретение.

Личный вклад автора выразился в участии в проведении всего объема экспериментальных работ, в создании теоретических моделей, описывающих результаты экспериментов, проведении компьютерного моделирования и анализе полученных результатов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения и списка литературы. Работа изложена на 147 страницах, содержит 62 рисунка и список литературы из 244 наименований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, в ходе выполнения диссертационной работы:

1. Представлена теоретическая модель, описывающая взаимодействие электромагнитного излучения СВЧ-диапазона с одномерными волноводными фотонными структурами, в том числе содержащими диэлектрические и проводящие нанометровые слои, и позволяющая рассчитывать коэффициенты отражения и прохождения СВЧ-излучения для таких структур.

2. Проведено компьютерное моделирование спектров отражения и прохождения одномерных фотонных кристаллов СВЧ-диапазона в волноводном исполнении при наличии в них нарушений в виде измененной толщины и/или диэлектрической проницаемости отдельных слоев.

3. Установлено, что создание нарушений в виде измененной толщины и/или диэлектрической проницаемости отдельных слоев в одномерных волноводных фотонных кристаллах приводит к появлению в «запрещенной зоне» волноводной фотонной структуры «донорных» окон прозрачности, расположенных вблизи верхней частотной границы запрещенной зоны, или «акцепторных» окон, расположенных вблизи нижней частотной границы запрещенной зоны. При этом частотное положение окна прозрачности -— «глубина залегания» — определяется параметрами нарушающего периодичность слоя.

4. Исследованы спектры отражения фотонного кристалла при внесении в него неоднородности в виде двухслойной структуры, представляющей собой полупроводниковую или диэлектрическую пластину с нанесенным на неё нанометровым металлическим слоем. Показано, что частотная зависимость коэффициента отражения в «окне» прозрачности такого модифицированного фотонного кристалла определяется толщиной и электропроводностью металлического слоя.

5. Исследованы зависимости коэффициента отражения фотонного кристалла, содержащего в качестве неоднородности полупроводниковую или диэлектрическую пластину, с нанесенным на неё нанометровым металлическим слоем, от толщины этого слоя. Показано, что при увеличении диэлектрической проницаемости слоев волноводного фотонного кристалла расширяются диапазоны толщины и электропроводности нанометровых металлических пленок, включенных в его состав, в которых коэффициент отражения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона от фотонной структуры не достигает насыщения.

6. Представлено теоретическое обоснование метода измерения параметров диэлектриков, полупроводников и слоистых структур типа металл-полупроводник и металл-диэлектрик в широком диапазоне изменения этих параметров по спектрам отражения и прохождения электромагнитного излучения с использованием одномерных волноводных фотонных структур.

7. Показана возможность решения обратной задачи по определению комплексной диэлектрической проницаемости слоев, включенных в качестве неоднородности в волноводный фотонный кристалл, электропроводности и диэлектрической проницаемости полупроводниковых пластин, электропроводности полупроводниковой пластины и толщины нанесенного на неё на-нометрового металлического слоя.

8. Представлены результаты экспериментальных исследований взаимодействия СВЧ-излучения с одномерными волноводными фотонными структурами в трехсантиметровом диапазоне длин волн. Экспериментально исследованы спектры отражения и прохождения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона одномерных волноводных фотонных структур, содержащих нарушения в виде измененной толщины и диэлектрической проницаемости отдельных слоёв, а также одномерных волноводных фотонных структур, размещенных перед структурой типа «нанометровая металлическая плёнка - полупроводниковая или диэлектрическая подложка».

9. Экспериментально реализованы методы определения комплексной диэлектрической проницаемости материалов, диэлектрической проницаемости и электропроводности полупроводниковых слоев, толщины и проводимости нанометровых металлических слоев, нанесённых на диэлектрические подложки, с использованием спектров отражения и прохождения одномерных волноводных фотонных кристаллов.

1. Нанотехнологии в электронике. Под ред. Ю.А. Чаплыгина. М.: Техносфера, 2005. 448 с.

2. Нанотехнология: физика, процессы, диагностика, приборы/ Под. ред. В.В. Лучинина, Ю.М. Таирова. М.: Физматлит, 2006. 552 с.

3. Павлов Л. В. Методы измерения параметров полупроводниковых материалов. М.: Высш. шк., 1987. 239 с.

4. Ковтонюк Н. Ф., Концевой Ю. А. Измерения параметров полупроводниковых материалов. М. 1970, 432 с.

5. Блад П., Ортон Дж. В. Методы измерения электрических свойств полупроводников. Зарубежная радиоэлектроника, 1981. ч. I, с. 3-50; ч. 2, № 2, с. 349.

6. Усанов Д.А. СВЧ-методы измерения параметров полупроводников. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1985. 55 с.

7. Гершензон Е.М., Литвак-Горская Л.Б., Плохова Л. А., Зарубина Т.С. Методы определения параметров полупроводниковых плёнок на СВЧ. В кн.: Полупроводниковые приборы и их применение / Под. ред. Е.А. Федотова, М.: 1970. Вып. 23. С. 3-48.

8. Арапов Ю.Г., Давыдов А.Б. Волноводные методы измерения электрофизических параметров полупроводников на СВЧ// Дефектоскопия. 1978. №11. С. 63-87.

9. Усанов Д.А., Скрипаль Ал.В., Скрипаль Ан.В. Физика полупроводниковых радиочастотных и оптических автодинов. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2003.312 с.

10. Усанов Д.А., Скрипаль А.В. Физика работы полупроводниковых приборов в схемах СВЧ. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1999. 376 с.

11. Афсар М. Н., Берч Дж. Р., Кларк Р. Н. Измерение характеристик материалов// ТИИЭР. 1986. Т. 74, № 1. С. 206-220.

12. Ягудин Г. X. Измерение электрофизических параметров полупроводников с помощью электромагнитных полей СВЧ диапазона. Обзоры по электронной технике. Сер. Полупроводниковые приборы и микроэлектроника. М.: ЦНИИ Электроника, 1968, вып. 21. 68 с.

13. З.Викторов В.А., Лункин Б.В., Совлуков А.С. Радиоволновые измерения параметров технологических процессов. М.: Энергоатомиздат, 1989. 208 с.

14. Неразрушающий контроль. В 5 кн. Кн. 4. Контроль излучениями: Практ. пособие. Под ред. В.В. Сухорукова. М.: Высш. шк., 1992. 321 с.

15. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник. В 2-х книгах. Кн. 1. Под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1986. 352 с.

16. Баранов Л. И., Гаманюк В. Б., Усанов Д. А. К вопросу об определении проводимости и диэлектрической проницаемости полупроводников на СВЧ // Радиотехника и электроника. 1972. Т. 17, № 2. С. 426-428.

17. Этуотер. Определение времени жизни носителей в полупроводниках на СВЧ//ТИРИ. 1961. Т.49. №9. С.1671-1672.

18. Бхар. Исследование полупроводников с помощью СВЧ методов//ТИИЭР. 1963. Т.51. №11. С. 1597-1605.

19. Завьялов А. С., Дунаевский Г. Е. Измерения параметров материалов на сверхвысоких частотах. Томск: Изд. Томского ун-та, 1985. 214 с.

20. Чэмплин К.С., Армстронг Д.Б. Выражения в явном виде для проводимости и диэлектрической проницаемости объемных полупроводников в волноводе // ТИРИ. 1962. Т.50, № 2. С.272-273.

21. Нолмс Д.А., Фойхт Д.Л. Измерение проводимости и диэлектрической проницаемости полупроводников на СВЧ //ТИИЭР. 1964. Т.52. № 1. С.107-108.

22. Ганн М.В. Измерение комплексной диэлектрической проницаемости полупроводников СВЧ методом // ТИИЭР. 1964. Т.52. №2. С.194.

23. Григулис Ю.К. Электромагнитный метод анализа слоистых полупроводниковых и металлических структур. Рига.: Зинатне. 1970. 272 с.

24. Конев В.А., Кулешов Е.М., Пунько И.Н. Радиоволновая эллипсометрия. Под ред. И.С.Ковалева. Минск.: Наука и техника. 1985. 104 с.

25. Новые СВЧ методы изучения поверхностной рекомбинации и времени жизни / Джекобе X., Брэнд, Мэйндл и др. // ТИИЭР. 1963. № 4. С.608-620.

26. Стариков В.Д. Методы измерения на СВЧ с применением измерительных линий. М.: Сов.радио. 1972. 144 с.

27. Брандт А.А. Исследование диэлектриков на сверхвысоких частотах. М.: Физматгиз. 1963. 147 с.

28. Валитов Р. А., Сретенский В.Н. Радиотехнические измерения. М.: Сов.радио. 1963. 102 с.

29. Ахманаев В. Б., Медведев Ю.В., Петров А.С. Резонатор для бесконтактного измерения удельного сопротивления полупроводниковых материалов // Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ. 1981. Вып. 4. С.49-51.

30. Прибор для измерения толщины полупроводниковых эпитаксиальных пленок на низкоомных подложках. /Гордиенко Ю.Е., Старостенко В. В., Дуд-кин Н.А., Шевченко В.Е.//Приборы и техника эксперимента. 1974. №4. С.196-199.

31. Ягудин Г. X., Шибаев А. А., Пономаренко О. Н. Бесконтактные методы не-разрушающего контроля электрофизических параметров полупроводниковых структур. Обзоры по электронной технике. Сер. Полупроводниковые приборы, 1973, вып. 4(104). 52 с.

32. Steven М. Anlage, D. Е. Steinhauer, В. J. Feenstra, С. P. Vlahacos and F. С. Wellstood. Near-field microwave microscopy of materials properties // arXiv:cond-mat/0001075 v2 18 Apr 2000.

33. Гроссе П. Свободные электроны в твердых телах. М.: Мир, 1982. 270 с.

34. Усанов Д.А., Скрипаль А.В., Абрамов А.В., Боголюбов А.С. Резонансное отражение электромагнитного излучения от структур с нанометровыми металлическими слоями // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2006, Том 9, № 3, с. 59-63.

35. Усанов Д.А., Скрипаль А.В., Абрамов А.В., Боголюбов А.С. Изменение типа резонансного отражения электромагнитного излучения в структурах на-нометровая металлическая пленка диэлектрик// Письма в ЖТФ. 2007. Т. 3, вып. 2, с. 13-22.

36. Дивноморское, Россия, 12-17 сентября 2004 г. Таганрог: Изд-во ТРТУ. Часть 2. С. 100-103.

37. Yablonovitch E., Gimitter T.J., Meade R.D. et al. Donor and acceptor modes in photonic band structure //Phys. Rev. Lett. 1991. Vol. 67, N. 24. P. 3380-3383.

38. Kuriazidou C.A., Contopanagos H.F., Alexopolos N.G. Monolithic waveguide filters using printed photonic-bandgap materials // IEEE Transactions on microwave theory and techniques. 2001. V. 49. N 2. P. 297-306.

39. Tae-Yeoul and Kai Chang. Uniplanar one-dimensional photonic-bandgap structures and resonators // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2001. - Vol. 49, N 3. - P. 549-553.

40. Гуляев Ю.В., Никитов С.А. Магнонные кристаллы-спиновые волны в периодических структурах. //Докл. РАН. 2001. Т.380, N.4. С.469-471.

41. Гуляев Ю.В., Никитов С.А. Фотонные и магнитофотонные кристаллы новая среда для передачи информации// Радиотехника. 2003. №8. С. 26-30.

42. Беляев Б.А., Волошин А.С., Шабанов В.Ф. Исследование микрополосковых аналогов полосно-пропускающих фильтров на одномерных фотонных кристаллах // Радиотехника и электроника. 2006. - Т. 51, №6. - С. 694-701.

43. Benedict Т. S., Shockly W. Microwave Observation of the Collision Frequency of Electrons in Germanium. Phys. Rev., 1953, vol. 89, p. 1152-1153.

44. Gabriel G. J., Brodwin M. E. The Solution of Guided Waves in Jnhomogeneous Anisotropic Media by Petru bation and Variational Methods. IEEE Trans., 1965, vol. MTT-13, № 5, p. 364-370.

45. Патент РФ 2262658 МПК G 01 В 7/06. Способ определения толщины диэлектрического покрытия / Викторов В.А. Опубл. 20. 10.2005. Бюл.29.

46. Патент РФ 2069052 МПК G 01 R 29/08, G 01 R 29/12 Способ определения комплексных диэлектрической и магнитной проницаемостей радиопогло-щающего материала / Ковалев С.В., Нестеров С.М., Скородумов И.А. Опубл. 27.09.2000. Бюл. 27.

47. Патент РФ 2256168 МПК G 01 N 22/00, G 01 R 27/26. СВЧ способ определения толщины и комплексной диэлектрической проницаемости диэлектрических покрытий / Федюнин П.А., Дмитриев Д.А., Федоров Н.П. Опубл. 10.07.2005. Бюл. 19.

48. Патент РФ 2012893 МПК G 01 R 27/26. Измерительная ячейка / Великоцкий В.Н., Двадненко В.Я., Де-Мондерик В.Г., Старшинова Е.И., Чижов В.В., ЯрмакИ.Н. Заявка № 5023918/09. Заявл. 15.07.1991. Опубл. 15.05.1994.

49. Чэмплин К. С., Армстронг Д. Б., Гандерсон П. Д. Инерция носителей заряда в полупроводниках. ТИИЭР, т. 52, № 6, с. 720-729.

50. Такэтоми К., Кавасаки К. Метод измерения комплексной диэлектрической постоянной с использованием СВЧ-объемного резонатора // Гифу коге кото сэмма гаккай кие. 1970. №3. С. 33-37.

51. В. Terselius and В. Ranby, "Cavity perturbation measurements of the dielectric properties of vulcanizing rubber and polyethylene compounds", J. Microwave Power, 1978, vol. 13, pp. 327-335.

52. A. Parkash, J. K. Vaid, and A. Mansingh, "Measurement of dielectric parameters at microwave frequencies by cavity-perturbation technique", IEEE Trans. Microwave Theory Tech., 1979, vol. MTT-27, pp. 791-795.

53. Матус JI. Г., Босс С. Б., Риддл А. Н. Настройка и согласование резонатора типа ТМою с генератором. Приборы для научных исследований, 1983, т. 54, № 12, с. 69-75.

54. К. Н. Hong and J. A. Roberts, "Microwave properties of liquids and solids using a resonant microwave cavity as a probe," J. Appl. Phys., 1974, vol. 45, pp. 24522456.

55. S. Li, C. Akyel, and R. G. Bosisio, "Precise calculations and measurements on the complex dielectric constant of lossy materials using TM010 cavity perturbation techniques," IEEE Trans. Microwave Theory Tech., 1981, vol. MTT-29, pp. 1041-1048.

56. R. J. Cook, "Microwave cavity methods" in High Frequency Dielectric Measurement (Conf. Proc., March 1972), J. Chamberlain and G. W. Chantry, Eds. Guildford, U.K.: IPC Science and Technology Press, 1973, pp. 12-27.

57. E. Ni and U. Stumper, "Permittivity measurements using a frequency tuned microwave TE01 cavity resonator", Proc Inst. Elec. Eng., pt. H, 1985, vol. 132, no. l,pp. 27-32.

58. Хиппель А. Р. Диэлектрики и их применение. М.; JL: Госэнергоиздат, 1959, 336 с.

59. D. Т. Llewellyn-Jones et al., "New method of measuring low values of loss in the near millimetre wavelength region using untuned cavities," Proc. Inst. Elec. Eng., 1980, vol. 127, pt. A, no. 8, pp. 535-540, Nov.

60. J. R. Birch and R. N. Clarke, "Dielectric and optical measurements from 30 to 1000 CFIz," Radio Electron. Eng., 1982, vol. 52, no. 11/12, pp. 566-584, Nov./Dec.

61. F. Kremer and J. R. Izatt, "Millimetre-wave absoiption measurements in low-loss dielectrics using an untuned cavity resonator", Int. J. Infrared and Millimetre Waves, 1981, vol. 2, pp. 675-694.

62. J. R. Izatt and F. Kremer, "Millimetre wave measurement of both parts of the complex index of refraction using an untuned cavity resonator," Appl. Opt., 1981, July, vol. 20, no. 14, pp. 2555-2559.

63. Двинских В.А., Дувинг В. Г., Усанов Д.А. Полупроводниковый генератор для измерения диэлектрической проницаемости материалов на СВЧ // Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. 1978. №8. С. 100-102.

64. Бесконтактные радиоволновые методы измерения электрофизических параметров полупроводниковых материалов / М.В. Детинко, Ю.В. Лисюк, Ю.В. Медведев, А.А. Скрыльников // Изв. вузов. Физика. 1992. Т.35, №9. С. 4563.

65. Пат. 2247399 RU, МКИ G01 R 27/26. Устройство для измерения больших значений комплексной диэлектрической проницаемости низкоимпедансных материалов на СВЧ / Дмитриенко Г.В., Трефилов Н.А. Заявка № 2004101740/28. Заявл. 20.01.2004; Опубл. 27.02.2005.

66. Пат. 2247400 RU, МКИ G01 R 27/26. Устройство для измерения комплексной диэлектрической проницаемости низкоимпедансных материалов на

67. СВЧ / Дмитриенко Г.В., Трефилов Н.А. Заявка № 2004101742/28. Заявл. 20.01.2004; Опубл. 27.02.2005.

68. Пат. 2326392 RU, МКИ G01 R 27/04. Устройство для определения параметров низкоимпедансных материалов на свч с помощью коаксиального резонатора / Дмитриенко Г.В., Трефилов Н.А. Заявка № 2007100792/28. Заявл. 09.01.2007. Опубл. 10.06.2008.

69. Пат. 2188433 RU, МКИ G01 R 27/26, G01 N 22/04. Сверхвысокочастотное устройство для неразрушающего измерения электрофизических параметров диэлектрических материалов / Дувинг В.Г. Заявка № 2001110890/09. Заявл. 19.04.2001. Опубл. 27.08. 2002.

70. Пат. 2034276 RU, МКИ G01 N 22/00. Устройство для контроля параметров диэлектрических материалов / Дунаевский Г.Е., Инхиреев А.Л. Заявка № 4878934/09. Заявл. 29.10.1990. Опубл. 30.04.1995.

71. Пат. 2672687 FR, МКИ G01 R 27/04, G01 R 27/26. Method and device for measuring the electrical conductivity of the elementary grains of a conducting powder / Thierry Guillot. FR19910001391 19910207, 1992-08-14.

72. Пат. WIPO 2008076936 WO, МКИ G01 R 27/26. Method and apparatus for sensing composition of flexible fuels / Casey Gary, Ahmed Saleh. Заявка № PCT/US2007/087661. Заявл. 14.12.2007. Опубл. 26.06.2008.

73. Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ: в 2-х т. М.:Высш. шк., 1970. Т. 1. 372 с.

74. Диэлектрические резонаторы / М.Е. Ильченко, В.Ф. Взятышев, Л.Г. Гасанов и др.; Под ред. М.Е. Ильченко. М.:Радио и связь, 1989. 328 с.

75. Коробкин В.А., Хижняк Н.А. Волноводно-диэлектрический резонанс диэлектрического образца в прямоугольном волноводе // Изв. вузов. Радиофизика. 1978. Т. 21. №4. С. 558-565.

76. Определение параметров диэлектриков на сверхвысокой частоте с помощью волноводно-диэлектрических резонансов / Коробкин В.А., Пятак Н.И., Бабарика Л.И. и др.// Приборы и техника эксперимента. 1976. № 3. С. 169-171.

77. Усанов Д.А., Писарев В.В., Вагарин А.Ю. Использование автодинных преобразователей частоты на диодах. Ганна для бесконтактных измерений параметров диэлектриков на СВЧ // Дефектоскопия. 1985. № 5. С.82-85.

78. Бородовский П.А., Булдыгин А.Ф., Уткин К.К. Расчет и экспериментальное исследование автодинного преобразователя частоты на диоде Ганна // Изв. Вузов MB и ССО СССР. Радиоэлектроника. 1977. Т. 20, № Ю. С. 6470.

79. Булахова JI.В., Кукушкин В.В., Соляков В. Н. О частотных свойствах смесителей на диоде Ганна в миллиметровом диапазоне // Радиотехника. 1981. Т. 26. №3. С. 666-667.

80. Усанов Д.А., Писарев В.В. Особенности работы генератора па МЭП-диоде в автодином режиме при близких частотах генерации и сигнала // Изв. вузов. MB и ССО СССР. Радиоэлектроника. 1981. Т. 24. № 10. С. 81-82.

81. Бородовский П.А., Булдыгин А.Ф., Уткин К.К. Автодинный смеситель на диоде Ганна // Изв. вузов. MB и ССО СССР. Радиоэлектроника. 1974. Т. 17. № 12. С. 82-84.

82. Яцуненко А.Г., Соколовский И.И. Усилитель-преобразователь на диоде с переносом электронов // Радиотехника. 1980. Т. 35. № 6. С. 40-42.

83. Роман О.А., Трепанов В.К. Экспериментальное исследование преобразователей частоты на диодах с переносом электронов // Изв. вузов MB и ССО СССР. 1980. Т. 23. № 10. С. 80-82.

84. Усанов Д. А., Скрипаль А. В. Детектирование МЭП-диодами, работающими в активном режиме // Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. 1980. Вып. 10. С. 62-63.

85. Эффект автодинного детектирования в генераторе на диоде Ганна с низкочастотным колебательным контуром в цепи питания / Д. А. Усанов, А. В. Скрипаль, А. А. Авдеев, А. В. Бабаян// Радиотехника и электроника. 1996. Т. 41, №12. С. 1497-1500.

86. Усанов Д. А., Безменов А. А., Орлов В.Б. Детекторный эффект в усилителях на лавинно-пролетных диодах// Изв. вузов. Радиоэлектроника. 1980. Т. 23, № ю. С. 63-64.

87. Детекторный эффект в СВЧ-усилителях на транзисторах/Д. А. Усанов, А. А. Безменов, А. Ю. Вагарин, В. М. Логинов // Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. 1981. Вып. 9. С. 60-61.

88. Детекторный эффект в СВЧ-усилителях на полевых транзисторах/ Д. А. Усанов, А.А. Безменов, А.Ю. Вагарин, В. М. Логинов // Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. 1984. Вып. 1. С. 32-33.

89. Усанов Д.А., Безменов А.А. Детектирование СВЧ-полевыми транзисторами, работающими в активном режиме // Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. 1986. Вып. 2. С. 19-21.

90. Использование эффекта автодинного детектирования в полупроводниковых СВЧ-генераторах для создания устройств радиоволнового контроля/Д. А. Усанов, В. Д. Тупикин, А. В. Скрипаль, Б. Н. Коротин // Дефектоскопия. 1995. №5. С. 16-20.

91. Усанов Д. А., Безменов А. А., Коротин Б. Н. Устройство для измерения толщины диэлектрических пленок, напыляемых на металл// Приборы и техника эксперимента. 1986. №4. С. 227-228.

92. Пат. 2094811 RU, МКИ G01 R 27/26. Устройство на диоде Ганна для измерения параметров диэлектрических материалов/Д. А. Усанов, А. В. Скрипаль, Б. Н. Коротин, А. А. Авдеев № 95115788/09. Заявл. 07.09.95; Опубл. 27.10.97; Бюл. №30.

93. Пат. 2096Т91 RU, МКИ G01 R 27/26. Устройство для измерения параметров диэлектрических материалов/Д. А. Усанов, А. В. Скрипаль, Б. Н. Коротин, А. А. Авдеев № 95115711/09. Заявл. 07.09.95; Опубл. 20.11.97; Бюл. №32.

94. А.с. 1161898 СССР, МКИ G01 R 27/26. Устройство для измерения параметров диэлектрических материалов/Д. А. Усанов, А. Ю. Вагарин, Б. Н. Коротин. №3584535/25; Заявл. 22.04.83; Опубл. 15.06.85; Бюл. №22.

95. Усанов Д. А., Посадский В. Н., Буренин П. В. и др. Детекторный эффект в усилителях на диодах с переносом электронов // Радиотехника и электроника. 1977. Т. 22, №5. С. 1085-1086.

96. Усанов Д. А., Вагарин А. Ю., Безменов А. А. Об использовании детекторного эффекта в генераторах на лавинно-пролетных диодах для измерения диэлектрической проницаемости материалов // Дефектоскопия. 1981. № 11. С. 106—107.

97. Усанов Д. А., Скрипаль А. В. Эффект автодинного. детектирования в генераторах на диодах Ганна и его использование для контроля параметров материалов // 42-я Всесоюз. науч. сессия, посвященная Дню радио: Тез.докл. М.: Радио и связь, 1987. Ч. 2. С. 31.

98. Усанов Д.А., Вагарин А.Ю., Вениг С.Б. Использование детекторного эффекта в СВЧ генераторе на диоде Ганна для измерения параметров диэлектриков // Дефектоскопия. 1985. №6. С.78-82.

99. Усанов Д. А., Коротин Б. Н. Устройство для измерения толщины металлических пленок, нанесенных на диэлектрическую основу // ПТЭ. 1985. № 1.С. 254.

100. Усанов Д. А., Коротин Б. Н., Орлов В. Е. Использование эффекта автодинного детектирования в СВЧ-генераторах на туннельном диоде для определения параметров диэлектриков // Дефектоскопия. 1987. № 9. С. 83-84.

101. Усанов Д. А., Скрипаль А. В. Эффект автодинного детектирования в генераторах на диодах Ганна и его использование для контроля толщины и диэлектрической проницаемости материалов // Изв. вузов. Радиоэлектроника. 1987. Т. 30, №10. С. 76-77.

102. Усанов Д. А., Скрипаль Ал. В., Коротин Б. Н., Скрипаль Ан. В. СВЧ-толщиномер // Состояние и тенденции развития метрики полупроводниковых и диэлектрических структур: Тез.докл.науч.-тех.совещания. М.: ЦНИИ "Электроника", 1986. Сер.8. Вып.2 (232). С. 43.

103. А.с.1264109, МКИ G01 R 27/26. Устройство для измерения параметров диэлектрических материалов/Д.А.Усанов, А.В.Скрипаль, Б.Н.Коротин и др., Опубл. 15.10.86. Бюл.№ 38.

104. А. с. 1448821 СССР, МКИ G01 В 15/02./Д. А. Усанов, В. Д. Тупикин, А.В. Скрипаль, Ан.В. Скрипаль (СССР). №4102803/24-28; Заявл. 05.08.86.

105. А. с. 1831121А1 RU, МКИ G01 Е 27/26./Д.А. Усанов, В.В. Писарев, А.А. Авдеев, А.В. Скрипаль и др. № 4497352/ 09; Заявл. 20.10.88.

106. Пат. 2096791 RU, МКИ G01 R 27/26. Устройство для измерения параметров диэлектрических материалов / Усанов Д.А., Скрипаль А.В., Коротин Б.Н., Авдеев А.А. Заявка № 95115711/09. Заявл. 07.09.1995; Опубл. 20.11.1997.

107. Усанов Д. А., Скрипаль А. В., Коротин Б. Н. и др. Информационно-измерительный комплекс для контроля параметров покрытий // Информ. листок о науч.-техн. достижении/Сарат. ЦНТИ. Саратов, 1988.

108. Усанов Д.А., Скрипаль А.В., Абрамов А.В., Поздняков В.А. СВЧ-метод измерения подвижности свободных носителей заряда в полупроводниковых структурах // Известия вузов. Электроника. 2004. №2. С. 76-84.

109. Усанов Д.А., Скрипаль A.B., Ульянов Д.В. Влияние магнитного поля на работу полупроводниковых синхронизированных СВЧ-генераторов в режиме гашения мощности //Изв. вузов. Электроника. 2000. №6. С. 49-54.

110. Усанов Д.А., Скрипаль A.B., Абрамов A.B. Оптическое управление полупроводниковыми синхронизированными СВЧ-генераторами, работающими в схеме вычитания сигналов // Известия вузов. Электроника. 2002. №5. С. 31-39.

111. E. A. Synge, "A suggested method for extending microscopic resolution into the ultra-microscopic region," Phil. Mag. С 6, 356-362 (1928).

112. Zdenek Frait, "The use of high frequency modulation in studying ferromagnetic resonance," Czeck. J. Phys. 9, 403-404 (1959).

113. Z. Frait, V. Kambersky, Z. Malek, and M. Ondris, "Local variations of uniaxial anisotropy in thin films," Czeck. J. Phys. BIO, 616-617 (1960).

114. R. F. Soohoo, "A Microwave Magnetic Microscope," J. Appl. Phys. 33, 12761277 (1962).

115. S. E. Lofland, S. M. Bhagat, H. L. Ju, G. C. Xiong, T. Venkatesan, and R. L. Greene, "Ferromagnetic resonance and magnetic homogeneity in a giant-magnetoresistance material La2/3Bal/3Mn03," Phys. Rev. В 52, 15058-15061 (1995).

116. M. Ikeya and T. Milci, "ESR Microscopic Imaging with Microfabricated Field Gradient Coils," Jap. J. Appl. Phys. 26, L929-L931 (1987).

117. M. Ikeya, M. Furusawa, and M. Kasuyai, "Near-field scanning electron spin resonance microscopy," Scanning Microscopy 4, 245-248 (1990).

118. E. A. Ash and G. Nicholls, "Super-resolution Aperture Scanning Microscope," Nature 237, 510-512 (1972).

119. C. A. Bryant and J. B. Gunn, "Noncontact Technique of the Local Measurement of Semiconductor Resistivity," Rev. Sci. Instrum. 36, 1614-1617 (1965).

120. Y. S. Xu and R. G. Bosisio, "Nondestructive Measurements of the Resistivity of Thin Conductive Films and the Dielectric Constant of Thin Substrates Using an Open-Ended Coaxila Line," IEE Proc. H 139, 500-506 (1992).

121. M. A. Stuchly and S. S. Stuchly, "Coaxial Line Reflection Methods for Measuring Dielectric Properties of Biological Substances at Radio and Microwave Frequencies A Review," IEEE Trans. Instrum. and Meas. IM-29, 176-183 (1980).

122. M. A. Stuchly, М. М. Brady, S. S. Stuchly and G. Gajda, "Equivalent Circuit of an Open-Ended Coaxial Line in a Lossy Dielectric," IEEE Trans. Instrum. and Meas. IM-31, 116-119(1982).

123. T. W. Athey, M. A. Stuchly and S. S. Stuchly, "Measurement of Radio Frequency Permittivity of Biological Tissues with an Open-Ended Coaxial Line: Part I," IEEE Trans. Microwave Theory and Tech. MTT-30, 82-86 (1982).

124. M. A. Stuchly, T. W. Athey, G. M. Samaras and G. E. Taylor, "Measurement of Radio Frequency Permittivity of Biological Tissues with an Open-Ended Coaxial Line: Part II Experimental Results," IEEE Trans. Microwave Theory and Tech. MTT-30, 87-92 (1982).

125. G. B. Gajda and S. S. Stuchly, "Numerical Analysis of Open-Ended Coaxial Lines," IEEE Trans. Microwave Theory and Tech. MTT-31, 380-384 (1983).

126. E. C. Burdette, F. L. Cain, and J. Seals, "In Vivo Probe Measurement Technique for Determining Dielectric Properties at VHF Through Microwave Frequencies," IEEE Trans. Microwave Theory Tech. MTT-28, 414-427 (1980).

127. M. Fee, S. Chu and T. W. H'ansch, "Scanning electromagnetic transmission line microscope with sub-wavelength resolution," Optics Communications 69, 219-224(1989).

128. S. J. Stranick and P. S. Weiss, "A versatile microwave-frequency-compatible scanning tunneling microscope," Rev. Sci. Instrum. 64, 1232-1234 (1993).

129. S. J. Stranick and P. S. Weiss, "A tunable microwave frequency alternating current scanning tunneling microscope," Rev. Sci. Instrum. 65, 918-921 (1994).

130. L. A. Bumm and P. S. Weiss, "Small cavity nonresonant tunable microwave-frequency alternating current scanning tunneling microscope," Rev. Sci. Instrum. 66,4140-4145 (1995).

131. G. Q. Jiang, W. H. Wong, E. Y. Raskovich, W. G. Clark, W. A. Hines, J. San-ny, "Open- ended coaxial-line technique for the measurement of the microwave dielectric constant for low-loss solids and liquids," Rev. Sci. Instrum. 64, 16141621 (1993).

132. К. Asami, "The scanning dielectric microscope," Meas. Sci. Technol. 5, 589592 (1994).

133. R. J. Gutman and J. M. Borrego, "Microwave scanning microscopy for planar structure diagnostics," IEEE MTT Digest, 281-284 (1987).

134. Bhimnathwala and J. M. Borrego, "Measurement of the sheet resistance of doped layers in semiconductors by microwave reflection," J. Vac. Sci. Technol. В 12 , 395-398 (1994).j

135. N. Qaddoumi and R. Zoughi, "Preliminary study of the influences of effective dielectric constant and nonuniform probe apeture field distribution on near field microwave images," Materials Evaluation, Oct., 1169-1173 (1997).

136. M. Golosovsky and D. Davidov, "Novel millimeter-wave near-field resistivity microscope," Appl. Phys. Lett. 68, 1579-1581 (1996).

137. M. Golosovsky, A. Galkin, and D. Davidov, "High-Spatial Resolution Resistivity Mapping of Large-Area YBCO Films by a Near-Field Millimeter-Wave Microscope," IEEE MTT 44, 1390-1392 (1996).

138. M. Golosovsky, A. Lann, and D. Davidov, "A millimeter-wave near-field scanning probe with an optical distance control," Ultramicroscopy 71, 133-141 (1998).

139. A.F. Lann, M. Golosovsky, D. Davidov, and A. Frenkel, "Combined millimeter-wave near-field microscope and capacitance distance control for the quantitative mapping of sheet resistance of conducting layers," Appl. Phys. Lett. 73, 2832-2834 (1998).

140. A. F. Lann, M. Golosovsky, D. Davidov, and A. Frenkel, "Microwave near-field polarimetry," Appl. Phys. Lett. 75, 603-605 (1999).

141. J. Bae, T. Okamoto, T. Fujii, K. Mizuno, T. Nozokido, "Experimental demonstration for scanning near-field optical microscopy using a metal micro-slit probe at millimeter wavelengths," Appl. Phys. Lett. 71, 3581-3583 (1997).

142. M. Tabib-Azar, N. Shoemaker and S. Harris, "Non-destructive characterization of materials by evanescent microwaves," Meas. Sci. Tech., 4, 583-590 (1993).

143. M. Tabib-Azar, D. -P. Su, A. Pohar, S. R. LeClair, and G. Ponchak, "0.4 jam spatial resolution with 1 GHz (A, = 30 cm) evanescent microwave probe," Rev. Sci. Instrum., 70, 1725-1729 (1999).

144. M. Tabib-Azar, R. Ciocan, G. Ponchak, and S. R. LeClair, "Transient thermography using evanescent microwave microscope," Rev. Sci. Instrum., 70, 33873390 (1999).

145. G. Ponchak, D. Akinwande, R. Ciocan, S. R. LeClair and M. Tabib-Azar, "Evanescent Microwave Probes Using Coplanar Waveguide and Stripline for Super-Resolution Imaging of Materials," IEEE MTT-S Digest, (1999).

146. F. Keilmann, US Patent 4,994,818, filed Oct. 27, 1989.

147. R. Merz, F. Keilmann, R. J. Haug, and K. Ploog, "Nonequilibrium Edge-State Transport Resolved by Far-Infrared Microscopy," Phys. Rev. Lett. 70, 651-653 (1993).

148. F. Keilmann, "FIR Microscopy," Infrared Phys. Technol. 36, 217-224 (1995).

149. F. Keilmann, D. W. van der Weide, T. Eickelkamp, R. Merz, and D. Stockle, "Extreme sub-wavlength resolution with a scanning radio-frequency transmission microscope," Optics Commun. 129,15-18 (1996).

150. B. Knoll, F. Keilmann, A. Kramer, and R. Guckenberger, "Contrast of microwave near-field microscopy," Appl. Phys. Lett. 70, 2667-2669 (1997).

151. R. G. Bosisio, M. Giroux, and D. Couderc, "Paper Sheet Moisture Measurements by Microwave Phase Perturbation Techniques," J. Microwave Power 5, 25-34 (1970).

152. E. Tanabe and W. Т. Joines, "A Nondestructive Method for Measuring the Complex Permittivity of Dielectric Materials at Microwave Frequencies Using an Open Transmission Line Resonator," IEEE Trans. Instrum. and Meas. IM-25, 222-226 (1976).

153. Y. Cho, A. Kirihara and T. Saeki, "Scanning nonlinear dielectric microscope," Rev. Sci. Instrum. 67, 2297-2303 (1996).

154. Y. Cho, S. Kazuta, and K. Matsuura, "Scanning nonlinear dielectric microscopy with nanometer resolution," Appl. Phys. Lett. 75, 2833-2835 (1999).

155. T. Wei, X.-D. Xiang, W. G. Wallace-Freedman and P. G. Schultz, "Scanning tip microwave near-field microscope," Appl. Phys. Lett. 68, 3506-3508 (1996).

156. Y. Lu, T. Wei, F. Duewer, Y. Lu, N. Ming, P. G. Schultz and X.-D. Xiang, "Nondestructive Imaging of Dielectric-Constant Profiles and Ferroelectric Domains with a Scanning-Tip Microwave Near-Field Microscope," Science 276, 2004-2006 (1997).

157. C. Gao, T. Wei, F. Duewer, Y. Lu and X.-D. Xiang, "High spatial resolution quantitative microwave impedance microscopy by a scanning tip microwave near-field microscope," Appl. Phys. Lett. 71, 1872-1874 (1997).

158. I. Takeuchi, T. Wei, F. Duewer, Y. 1С. Yoo, X.-D. Xiang, V. Talyansky, S. P. Pai, G. J. Chen, and T. Venkatesan, "Low temperature scanning-tip microwave near-field microscopy of YBCO films," Appl. Phys. Lett. 71, 2026-2028 (1997).

159. C. Gao, and X.-D. Xiang, "Quantitative microwave near-field microscopy of dielectric properties," Rev. Sci. Instrum. 69, 3846-3851 (1998).

160. C. P. Vlahacos, R. C. Black, S. M. Anlage and F. C.Wellstood, "Near-field Scanning Microwave Microscope with 100 jrni Resolution," Appl. Phys. Lett. 69, 3272-3274 (1996).

161. Steven M. Anlage, С. P. Vlahacos, Sudeep Dutta, and F. C. Wellstood, "Scanning Microwave Microscopy of Active SuperconductingMicrowave Devices," IEEE Trans. Appl. Supercond. 7, 3686-3689 (1997).

162. D. E. Steinhauer, C. P. Vlahacos, Sudeep Dutta, F. C. Wellstood, and Steven M. Anlage, "Surface Resistance Imaging with a Scanning Near-Field Microwave Microscope," Appl. Phys. Lett. 71, 1736-1738 (1997). cond-mat/9712142.

163. D. E. Steinhauer, C. P. Vlahacos, S. K. Dutta, B. J. Feenstra, F. C. Wellstood, and Steven M. Anlage, "Quantitative Imaging of Sheet Resistance with a Scanning Near-Field Microwave Microscope," Appl. Phys. Lett. 72, 861-863 (1998).

164. Steven M. Anlage, C. P. Vlahacos, D. E. Steinhauer, S. K. Dutta, B. J. Feenstra, A. Thanawalla, and F. C. Wellstood, "Low Power Superconducting Microwave Applications and Microwave Microscopy," Particle Accelerators 61, 321-336./57-72 (1998).

165. Steven M. Anlage, Wensheng Hu, C. P. Vlahacos, David Steinhauer, B. J. Feenstra, Sudeep K. Dutta, Ashfaq Thanawalla, and F. C. Wellstood, "Microwave Nonlinearities in High-Tc Superconductors: The Truth Is Out There," J. Supercond. 12, 353-362 (1999).

166. C. P. Vlahacos, D. E. Steinhauer, S. K. Dutta, B. J. Feenstra, Steven M. Anlage, and F. C. Wellstood, "Quantitative Topographic Imaging Using a Near-Field Scanning Microwave Microscope," Appl. Phys. Lett., 72, 1778-1780 (1998).

167. M. J. Werner and R. J. King, "Mapping the "" of conducting solid films in situ," MRS Proc. (1996).

168. U.S. Patent #5,334,941, "Microwave reflection resonator sensors," issued August 2, 1994 to R. J. King.

169. John Gallop, L. Hao, F. Abbas, "Spatially Resolved Measurements of HTS Microwave Surface Impedance," Physica С 282-287, 1579-1580 (1997).

170. L. Hao, J. C. Gallop, "Spatially Resolved Measurements of HTS Microwave Surface Impedance," IEEE Trans. Appl. Supercond. 9, 1944-1947 (1999).

171. Y. Manassen, "Scanning Probe Microscopy and Magnetic Resonance," Adv. Mater.6, 401-404 (1994).

172. Z. Zhang, P. C. Hammel and P. Wigen, "Observation of ferromagnetic resonance in a microscopic sample using magnetic resonance force microscopy," Appl. Phys. Lett. 68, 2005-2007 (1996).

173. Z. Zhang, P. C. Hammel, M. Midzor, M. L. Roukes, and J. R. Childress, "Ferromagnetic resonance force microscopy on microscopic cobalt single layer films," Appl. Phys. Lett. 73, 2036-2038 (1998).

174. K.Wago, D. Botkin, C. S. Yannoni, and D. Rugar, "Paramagnetic and ferromagnetic resonance imaging with a tip-on-cantilever magnetic resonance force microscope," Appl. Phys. Lett. 72, 2757-2759 (1998).

175. B. Knoll, and F. Keilmann, "Near-field probing of vibrational absorption for chemical microscopy," Nature 399, 134-137 (1999).

176. R. C. Black, F. C. Wellstood, E. Dantsker, A. H. Miklich, D. T. Nemeth, D. Koelle, F. Ludwig, and J. Clarke, "Microwave microscopy using a superconducting quantum interference device," Appl. Phys. Lett. 66, 99-101 (1995).

177. R. C. Black, F. C. Wellstood, E. Dantsker, A. H. Miklich, D. Koelle, F. Ludwig, and J. Clarke, "High-frequency magnetic microscopy using a high-Tc SQUID," IEEE Trans. Appl. Supercon. 5, 2137-2141 (1995).

178. Пат. 2194285 RU, МКИ G01 R 27/04. Способ определения больших значений комплексной диэлектрической проницаемости импедансных материалов / Дмитриенко Г.В., Трефилов Н.А. Заявка № 2001106866/09. Заявл. 13.03.2001; Опубл. 10.12.2002.

179. Пат. 2228535 RU, МКИ G01 R 27/26. Способ измерения комплексной диэлектрической проницаемости радиопоглощающих композиционных материалов при нагреве / Дмитриенко Г.В., Трефилов Н.А. Заявка № 2002131754/09. Заявл. 26.11.2002; Опубл. 10.05.2004.

180. Бреховских JI.M. Волны в слоистых средах. Москва: Изд-во Наука, 1973, 342 с.