Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2026, выпуск 1 » Статья стр. 168
<<<>>>
Особенности процесса протонного обмена при формировании планарных волноводов на кристаллах ниобата лития при наличии термогравитационной конвекции
Russian Science Foundation and the Perm Region, Conducting fundamental scientific research and search scientific research by small individual scientific groups (regional competition), 24-29-20277
Гордеева А.И. 1, Петухов М.И. 1, Петухов И.В. 1, Корнилицын А.Р. 1, Мясникова Е.В.1, Масалкин Д.Н.1
1Пермский государственный национальный исследовательский университет, Пермь, Россия
Email: gordeeva@psu.ru, geniusmaxp@yandex.ru, petukhov-309@yandex.ru, kornilicyn@gmail.com, mev140601@gmail.com, masdn@mail.ru
Поступила в редакцию: 12 января 2025 г.
В окончательной редакции: 18 сентября 2025 г.
Принята к печати: 20 октября 2025 г.
Выставление онлайн: 5 декабря 2025 г.
PDF версия
Экспериментально изучено влияние термогравитационной конвекции на глубину и фазовый состав планарных волноводов, формирующихся на кристаллах ниобата лития в процессе протонного обмена. Свойства волноводов определены с использованием структурных и оптических методов. Оценка воздействия гидродинамических потоков осуществлена путем подсчета количества проникающих в кристалл протонов. Экспериментально продемонстрировано, что наличие конвективных потоков положительно влияет на скорость протонного обмена. Уменьшение толщины слоя с повышенной концентрацией ионов лития, формирующегося в расплаве кислоты у поверхности кристалла, может являться одной из предполагаемых причин выявленного эффекта. Ключевые слова: интегрально-оптический фазовый модулятор, протонный обмен, термогравитационная конвекция, ниобат лития, планарный волновод.
  1. H. Shu, L. Chang, Y. Tao, B. Shen, W. Xie, M. Jin, A. Netherton, Z. Tao, X. Zhang, R. Chen, B. Bai, J. Qin, S. Yu, X. Wang, J. E. Bowers. Nature, 605, 457 (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-04579-3
  2. E.L. Wooten, K.M. Kissa, A. Yi-Yan, E.J. Murphy, D.A. Lafaw, P.F. Hallemeier, D. Maack, D.V. Attanasio, D.J. Fritz, G.J. McBrien, D.E. Bossi. IEEE J. Selected Topics in Quant. Electron., 6 (1), 69 (2000). DOI: 10.1109/2944.826874
  3. D. Zhu, L. Shao, M. Yu, R. Cheng, B. Desiatov, C.J. Xin, Y. Hu, J. Holzgrafe, S. Ghosh, A. Shams-Ansari, E. Puma, N. Sinclair, C. Reimer, M. Zhang, M. Loncar. Adv. Opt. Photon, 13, 242 (2021). DOI: 10.1364/AOP.411024
  4. S.S. Sun, L.R. Dalton. Introduction to Organic Electronic and Optoelectronic Materials and Devices (CRC press, Boca Raton, 2008), DOI: 10.1201/9781420009194
  5. T. Kawanishi. Electro-Optic Modulation for Photonic Networks (Springer, Switzerland, 2022), DOI: 10.1007/978-3-030-86720-1
  6. Т. Tamir. Integrated Optics. Topics in Applied Physics (Springer Berlin, Heidelberg, 1975), DOI: 10.1007/978-3-662-43208-2
  7. R.K. Gangwar, S. Kumari, A.K. Pathak, S.D. Gutlapalli, M.C. Meena. Optics, 4, 171 (2023). DOI: 10.3390/opt4010013
  8. R. Yin, Q. Huang, H. Yang, L. Lu, L. Cao, W. Ji, S. Jiang, Y. Luo, F. Liu, J. Sun, X. Yin, X.Su. Measurement, 183, 109781 (2021). DOI: 10.1016/j.measurement.2021.109781
  9. V.M.N. Passaro, F. Dell'Olio, F. De Leonardis. Prog. Quant. Еlectron., 30 (2-3), 45 (2006). DOI: 10.1016/j.pquantelec.2006.08.001
  10. Z. Ye, H. Zhang, F. Shi, J. Fu, B. Wang, X. Gao, Y. Wang. Opt. Lett., 48, 5659 (2023). DOI: 10.1364/OL.506448
  11. S. Abreu, I. Boikov, M. Goldmann, T. Jonuzi, A. Lupo, S. Masaad, L. Nguyen, E. Picco, G. Pourcel, A. Skalli, L. Talandier, B. Vettelschoss, E.A. Vlieg, A. Argyris, P. Bienstman, D. Brunner, J. Dambre, L. Daudet, J.D. Domenech, I. Fischer, F. Horst, S. Massar, C.R. Mirasso, B.J. Offrein, A. Rossi, M.C. Soriano, S. Sygletos, S.K. Turitsyn. Rev. Phys., 12, 100093 (2024). DOI: 10.1016/j.revip.2024.100093
  12. Х. Риссел, И. Руге. Ионная имплантация (Наука, М., 1983). [Пер. с нем.: H. Ryssel, I. Ruge. Ionenimplantation (B.G. Teubner, Stuttgart, 1978), DOI: 10.1007/978-3-663-05668-3]
  13. В.П. Редько, О.Д. Шляхтичев. Письма в ЖТФ, 4 (23), 1414 (1978).
  14. Е.Г. Гук, А.В. Каманин, Н.М. Шмидт, В.Б. Шуман, Т.А. Юрре. ФТП, 33 (3), 257 (1999). [E.G. Guk, A.V. Kamanin, N.M. Shmidt, V.B. Shuman, T.A. Yurre. Semiconductors, 33 (3), 265 (1999).]
  15. В.Н. Иванов, В.А. Никитин, Е.П. Никитина, Н.А. Яковенко. ЖТФ, 53 (10), 2088 (1983)
  16. F.G. Helfferich. Ion exchange (Dover Publications, NY., 1995)
  17. F.C. Nachod, J. Schubert. Ion exchange technology (Academic Press, NY., 1956)
  18. T. Volk, M. Wohlecke. Lithium Niobate: Defects, Photorefraction and Ferroelectric Switching (Springer Berlin, Heidelberg, 2008), DOI: 10.1007/978-3-540-70766-0
  19. P. Mahmud, K.F. Supti, S.M. Choudhury. Opt. Express, 32, 45786 (2024). DOI: 10.1364/OE.541271
  20. M. Kuneva. Int. J. Sci. Res. Sci. Technol., 2 (6), 40 (2016)
  21. S.T. Vohra, A.R. Mickelson, S.E. Asher. J. Appl. Phys., 66, 5161 (1989). DOI: 10.1063/1.343751
  22. J.L. Jackel, C.E. Rice, J.J. Veselka. Appl. Phys. Lett., 41, 607 (1982). DOI: 10.1063/1.93615
  23. Yu.N. Korkishko, V.A. Fedorov. J. Appl. Phys., 82 (3), 1010 (1997). DOI: 10.1063/1.365864
  24. Yu.N. Korkishko, V.A. Fedorov, S.M. Kostritskii. J. Appl. Phys., 84 (5), 2411 (1998). DOI: 10.1063/1.368437
  25. Yu.N. Korkishko, V.A. Fedorov. Crystallography Reports, 44 (2), 237 (1999)
  26. Ю.Н. Коркишко, В.А. Федоров. ЖТФ, 69 (3), 47 (1999). [Yu.N. Korkishko, V.A. Fedorov. Tech. Phys., 44 (3), 265 (1999).]
  27. M. Rottschalk, A. Rash, W. Karthe, J. Opt. Commun., 9, 19 (1988). DOI: 10.1515/JOC.1988.9.1.19
  28. A. Loni, R.M. De La Rue, J.M. Winfield. J. Appl. Phys., 61 (1), 64 (1987). DOI: 10.1063/1.338801
  29. K.K. Wong. GEC J. Research, 3 (4), 243 (1985)
  30. A. Loni. An experimental study of proton-exchanged lithium niobate optical waveguides (PhD thesis, University of Glasgow, Glasgow, 1987)
  31. V.I. Kichigin, I.V. Petukhov, A.R. Kornilitsyn, S.S. Mushinsky. Condensed Matter Interphases, 24 (3), 315 (2022). DOI: 10.17308/kcmf.2022.24/9853
  32. M. De Micheli, J. Botineau, S. Neveu, P. Sibillot, D.B. Ostrowsky, M. Papuchon. Opt. Lett., 8 (2), 114 (1983). DOI: 10.1364/OL.8.000114
  33. V.I. Kichigin, I.V. Petukhov, S.S. Mushinsky, V.A. Oborin, A.M. Minkin, L.N. Malinina, D.I. Shevtsov, A.B. Volyntsev. Proceedings of XIII International Conference and Seminar of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices (Novosibirsk, Russia, 2012), р. 238. DOI: 10.1109/EDM.2012.6310225
  34. V.A. Demin, M.I. Petukhov. J. Siberian Federal Univer. Mathem. Phys., 18 (1), 100 (2025)
  35. V.A. Demin, M.I. Petukhov, R.S. Ponomarev, M. Kuneva. Langmuir, 39 (31), 10855 (2023). DOI: 10.1021/acs.langmuir.3c00957
  36. T. Sun, A.S. Teja. J. Chem. Eng. Data, 49 (6), 1843 (2004). DOI: 10.1021/je0497247
  37. R.E. Kirk-Othmer. Encyclopedia of Chemical Technology (Wiley, NY., 1991), v. 3, p. 625
  38. Г.З. Гершуни, Е.М. Жуховицкий. Конвективная устойчивость несжимаемой жидкости (Наука, М., 1972)
  39. Г.З. Гершуни, Е.М. Жуховицкий, А.А. Непомнящий. Устойчивость конвективных течений (Наука, М., 1989)
  40. A.I. Mizev, A.V. Shmyrov, A.I. Shmyrova. J. Fluid Mechanics, 939, A24 (2022). DOI: 10.1017/jfm.2022.205
  41. A.V. Shmyrov, A.I. Mizev, V.A. Demin, M.I. Petukhov, D.A. Bratsun. J. Fluid Mechanics, 877, 495 (2019). DOI: 10.1017/jfm.2019.613
  42. Н.С. Бондарева, М.А. Шеремет. Теплофизика и аэромеханика, 25 (4), 547 (2018)
  43. Н.С. Бондарева, М.А. Шеремет. Теплофизика и аэромеханика, 23 (4), 577 (2016)
  44. N.S. Bondareva, M.A. Sheremet. Intern. J. Heat Mass Transfer., 108, 1057 (2017). DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.12.108
  45. Г.В. Кузнецов, М.А. Шеремет. Прикладная механика и техническая физика, 51 (5), 95 (2010). [G.V. Kuznetsov, M.A. Sheremet. J. Appl. Mechan. Tech. Phys., 51, 699 (2010). DOI: 10.1007/s10808-010-0090-2]
  46. N.S. Bondareva, M.A. Sheremet. J. Magnetism Magnetic Mater., 419, 476 (2016). DOI: 10.1016/j.jmmm.2016.06.050
  47. В.Е. Зиновьев. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах. Справочник (Металлургия, М., 1989)
  48. Е.А. Колосовский, Д.В. Петров, А.В. Царев. Квантовая электроника, 8, 2557 (1981). [E.A. Kolosovskii, D.V. Petrov, A.V. Tsarev. Sov. J. Quant. Electron., 11, 1560 (1981). DOI: 10.1070/QE1981v011n12ABEH008650]
  49. Г.В. Кузнецов, М.А. Шеремет. Разностные методы решения задач теплопроводности (ТПУ, Томск, 2007)
  50. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Теоретическая физика. Гидродинамика (Физматлит, М., 1986), v. VI
  51. V.A. Demin, M.I. Petukhov, A.V. Shmyrov, A.I. Shmyrova. Interfacial Phenomena heat Transfer, 8 (3), 261 (2020). DOI: 10.1615/InterfacPhenomHeatTransfer.2020035273
  52. Фомос-Материалы Электронный ресурс. Режим доступа: https://newpiezo.com/knowledge_base/crystals/niobat-litiya/ (дата обращения 28.04.2025)
  53. Г. Шлихтинг. Теория пограничного слоя (Наука, М., 1974)
  54. М.А. Шеремет. Теплофизика и аэромеханика, 18 (3), 463 (2011)
  55. S.T. Vohra, A.R. Mickelson, S.E. Asher. J. Appl. Phys., 65, 1429 (1989). DOI: 10.1063/1.343751
  56. В.И. Кичигин, И.В. Петухов, С.С. Мушинский, В.И. Карманов, Д.И. Шевцов. ЖПХ, 84 (12), 1976 (2011). [V.I. Kichigin, I.V. Petukhov, S.S. Mushinskii, V.I. Karmanov, D.I. Shevtsov. Russ. J. Appl. Chem., 84 (12), 2060 (2011). DOI: 10.1134/S1070427211120081]
  57. L. Chanvillard, P. Aschieri, P. Baldi, D.B. Ostrowsky, M. De Micheli, L. Huang, D.J. Bamford. Appl. Phys. Lett., 76 (9), 1089 (2000). DOI: 10.1063/1.125948
  58. Y.N. Korkishko, V.A. Fedorov, E.A. Baranov, M.V. Proyaeva, T.V. Morozova, F. Caccavale, F. Segato, C. Sada, S.M. Kostritskii. J. Opt. Society America A, 18 (5), 1186 (2001). DOI: 10.1364/JOSAA.18.001186
  59. Y.N. Korkishko, V.A. Fedorov, O.Y. Feoktistova. J. Lightwave Technol., 18, 562 (2000). DOI: 10.1109/50.838131
  60. P. Nekvindova, J. Spirkova, J. Cervena, M. Budnar, A. Razpet, B. Zorko, P. Pelicon. Opt. Mater., 19, 245 (2002). DOI: 10.1016/S0925-3467(01)00186-0

Учредители

Издатель

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme