Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2026, выпуск 10 » Статья стр. 2093
<<<>>>
Изготовление и исследование волноводных структур на основе Si/Be/SiO2 для рентгеновского диапазона
Russian Science Foundation , 21-72-20108-P
Russian Science Foundation , 21-72-30029-P
Загайнов Н.В.1, Плешков Р.С.1, Полковников В.Н.1, Реунов Д.Г.1, Смертин Р.М.1, Чхало Н.И.1
1Институт физики микроструктур Российской академии наук, Нижний Новгород, Россия
Email: kolazagaunow41@gmail.com, pleshkov@ipmras.ru, polkovnikov@ipmras.ru, reunov_dima@ipmras.ru, smertin_ruslan@ipmras.ru, chkhalo@ipmras.ru
Поступила в редакцию: 20 мая 2026 г.
В окончательной редакции: 20 мая 2026 г.
Принята к печати: 20 мая 2026 г.
Выставление онлайн: 12 августа 2026 г.
PDF версия
Представлены результаты разработки и экспериментального исследования планарного рентгеновского волновода на основе системы Si/Be/SiO2 с бериллиевым кором толщиной 30 nm. Выбор бериллия обусловлен низкой плотностью электронов, что позволяет увеличить длину волновода по сравнению с традиционными материалами (C, B4C) при энергии излучения 8 keV. Для ввода жесткого рентгеновского излучения (линия Cu Kα 1, λ= 0.154 nm) использован метод резонансного пучкового возбуждения, обеспечивающий высокую эффективность захвата благодаря широкой апертуре. Структуры изготовлены магнетронным напылением на сверхгладкие стеклянные подложки. Экспериментально определен резонансный угол падения 0.204o, что хорошо согласуется с теоретическим расчетом (0.203o), выполненным методом матриц переноса. Для анализа выходного излучения предложена методика выделения волноводной моды с помощью аппроксимации псевдо-Фойгта. Теоретический коэффициент полезного действия (КПД) структуры составил 2.19 %, экспериментальный - 1.58 %. С использованием статического фактора Дебая-Валлера оценена эффективная среднеквадратичная шероховатость границ подложка/Be и Be/Si - около 1.5 nm. Ключевые слова: рентгеновские волноводы, планарные волноводы, бериллий, Si/Be/SiO2, резонансное пучковое возбуждение, магнетронное напыление, шероховатость границ, жесткое рентгеновское излучение (8 keV), метод матриц переноса.
  1. J. Miao, P. Charalambous, J. Kirz, D. Sayre. AIP Conf. Proceed., 521, 3 (2000). DOI: 10.1063/1.1291749
  2. R.N. Wilke, M. Hoppert, M. Krenkel, M. Bartels, T. Salditt. J. Appl. Crystallography, 48 (2), 464 (2015). DOI: 10.1107/S1600576715003593
  3. Y.P. Feng, S.K. Sinha, E.E. Fullerton, G. Grubel, D. Abernathy, D.P. Siddons, J.B. Hastings. Appl. Phys. Lett., 67 (24), 3647 (1995). DOI: 10.1063/1.115346
  4. M. Muller, M. Burghammer, D. Flot, C. Riekel, C. Morawe, B. Murphy, A. Cedola. J. Appl. Crystallography, 33 (5), 1231 (2000). DOI: 10.1107/S0021889800009249
  5. M. Vassholz, T. Salditt. Sci. Adv., 7 (4), eabd5677 (2021). DOI: 10.1126/sciadv.abd5677
  6. L.M. Lohse, P. Andrejic, S. Velten, M. Vassholz, C. Neuhaus, A. Negi, A. Panchwanee, I. Sergeev, A. Palffy, T. Salditt, R. Rohlsberger. Phys. Rev. Lett., 135 (5), 053601 (2025). DOI: 10.1103/r2hf-9qn9
  7. M.J. Zwanenburg, J.F. Peters, J.H.H. Bongaerts, S.A. de Vries, D.L. Abernathy, J.F. van der Veen. Phys. Rev. Lett., 82 (8), 1696 (1999). DOI: 10.1103/PhysRevLett.82.1696
  8. W. Jark, A. Cedola, S. Di Fonzo, M. Fiordelisi, A. Et. Appl. Phys. Lett., (2001). DOI: 10.1063/1.1350956
  9. В.Н. Полковников, Н.Н. Салащенко, М.В. Свечников, Н.И. Чхало. УФН, 190 (6), 92 (2020). DOI: 10.3367/UFNr.2019.05.038623 [V.N. Polkovnikov, N.N. Salashchenko, M.V. Svechnikov, N.I. Chkhalo. Phys.-Usp., 63 (1), 83 (2020). DOI: 10.3367/UFNe.2019.05.038623]
  10. N.I. Chkhalo, D.E. Pariev, V.N. Polkovnikov, N.N. Salashchenko, A. Et. Thin Solid Films, (2017). DOI: 10.1016/j.tsf.2017.04.020
  11. M.V. Svechnikov, N.I. Chkhalo, S.A. Gusev, A.N. Nechay, D.E. Pariev, A.E. Pestov, V.N. Polkovnikov, D.A. Tatarskiy, N.N. Salashchenko, F. Schafers, M.G. Sertsu, A. Sokolov, Y.A. Vainer, M.V. Zorina. Opt. Express, 26 (26), 33718 (2018). DOI: 10.1364/OE.26.033718
  12. R.M. Smertin, M.M. Barysheva, N.I. Chkhalo, S.A. Garakhin, I.V. Malyshev, V.N. Polkovnikov. Opt. Express, 32 (15), 26583 (2024). DOI: 10.1364/OE.524921
  13. A. Chernyshev, N. Chkhalo, I. Malyshev, M. Mikhailenko, A. Et. Precision Engineer., (2021). DOI: 10.1016/j.precisioneng.2021.01.006
  14. A. Chernyshev, N. Chkhalo, I. Malyshev, M. Mikhailenko, A. Pestov, N. Salashchenko, M. Toropov. Appl. Opt., 61 (33), 9879 (2022). DOI: 10.1364/AO.472504
  15. A. Chernyshev, N. Chkhalo, M. Mikhailenko, A. Pestov, M. Zorina. Appl. Opt., 64 (30), 9129 (2025). DOI: 10.1364/AO.573446
  16. А.Д. Ахсахалян, Б.А. Володин, Е.Б. Клюенков, В.А. Муравьев, Н.Н. Салащенко, А.И. Харитонов. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 1, 162 (1999)
  17. A. Akhsakhalyan, A. Akhsakhlyan, A. Kharitonov, E. Kluenkov, A. Et. Open Phys., 3 (2), 163 (2005). DOI: 10.2478/BF02475584
  18. А.Д. Ахсахалян, А.А. Ахсахалян, Е.Б. Клюенков, В.А. Муравьев, Н.Н. Салащенко, А.И. Харитонов. Известия РАН. Серия физическая, 69 (2), 174 (2005)
  19. С.А. Гарахин, И.Г. Забродин, С.Ю. Зуев, И.А. Каськов, А.Я. Лопатин, А.Н. Нечай, В.Н. Полковников, Н.Н. Салащенко, Н.Н. Цыбин, Н.И. Чхало. Квантовая электроника, 47 (4), 385 (2017)
  20. S.A. Garakhin, N.I. Chkhalo, I.A. Kas'kov, A.Y. Lopatin, A. Et. Rev. Scientific Instruments, 91, 063103 (2020). DOI: 10.1063/1.5144489
  21. CXRO X-Ray Interactions With Matter. https://henke.lbl.gov/optical_constants/
  22. D. Gloge. Appl. Opt., 10 (10), 2252 (1971). DOI: 10.1364/AO.10.002252
  23. М. Адамс. Введение в теорию оптических волноводов (Мир, М., 1984)
  24. D. Pelliccia, I. Bukreeva, C. Giannini, L. De Caro, A. Cedola, F. Scarinci, S. Lagomarsino. Radiation Phys. Chem., 78 (10), S42 (2009). DOI: 10.1016/j.radphyschem.2009.06.008
  25. E.O. Filatova, S.S. Sakhonenkov, S.A. Kasatikov, A.U. Gaisin, A. Et. J. Phys. Chem. C, 124 (41), 22601 (2020). DOI: 10.1021/acs.jpcc.0c07242
  26. R. Kuroda, T. Suwa, A. Teramoto, R. Hasebe, A. Et. IEEE Transactions on Electron Devices, 56 (2), 291 (2009). DOI: 10.1109/TED.2008.2010591
  27. H. Neubauer, S. Hoffmann, M. Kanbach, J. Haber, S. Kalbfleisch, S.P. Kruger, T. Salditt. J. Appl. Phys., 115 (21), 214305 (2014). DOI: 10.1063/1.4881495
  28. M. Svechnikov. J. Appl. Crystallography, 53, 244 (2020). DOI: 10.1107/S160057671901584X
  29. M. Svechnikov. J. Appl. Crystallography, 57 (3), 848 (2024). DOI: 10.1107/S1600576724002231
  30. Е.И. Глушков, И.В. Малышев, А.И. Николаев, Е.В. Петраков, Н.И. Чхало, Р.А. Шапошников. ЖТФ, 95 (10), 1984 (2025)
  31. M. Born, E. Wolf, A.B. Bhatia. Principles of Optics: Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light (Cambridge University Press, 1999)
  32. L.G. Parratt. Phys. Rev., 95 (2), 359 (1954). DOI: 10.1103/PhysRev.95.359
  33. F. Pfeiffer, C. David, M. Burghammer, C. Riekel, T. Salditt. Science, 297 (5579), 230 (2002). DOI: 10.1126/science.1071994
  34. P. Thompson, D.E. Cox, J.B. Hastings. J. Appl. Crystallography, 20 (2), 79 (1987). DOI: 10.1107/S0021889887087090
  35. G.K. Wertheim, M.A. Butler, K.W. West, D.N.E. Buchanan. Rev. Scientific Instruments, 45, 1369 (1974). DOI: 10.1063/1.1686503
  36. J. Als-Nielsen, D. McMorrow. Elements of Modern X-ray Physics (John Wiley \& Sons, Hoboken, 2011)
  37. L. Nevot, P. Croce. Revue de Physique Appliquee, 15 (3), 761 (1980). DOI: 10.1051/rphysap:01980001503076100
  38. N.I. Chkhalo, M.S. Mikhailenko, A.V. Mil'kov, A.E. Pestov, V.N. Polkovnikov, N.N. Salashchenko, I.L. Strulya, M.V. Zorina, S.Yu. Zuev. Surf. Coatings Technol., 311, 351 (2017). DOI: 10.1016/j.surfcoat.2017.01.023
  39. M.D. Feit, J.A. Fleck. Appl. Opt., 17 (24), 3990 (1978). DOI: 10.1364/AO.17.003990

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2026 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme