О влиянии технологической маски на ионный пограничный слой в расплаве бензойной кислоты при создании канальных волноводов

Аннотация

Работа посвящена теоретическому исследованию влияния технологической маски, закрывающей часть поверхности кристалла ниобата лития, на формируемый вблизи него ионный пограничный слой в расплаве бензойной кислоты. В ходе протонного обмена со стороны чистой поверхности кристалла в расплав поступают ионы лития и бензоат-ионы. Их диффузия, электромиграция и рекомбинация описываются при помощи уравнений переноса. Электрическое поле, генерируемое за счет разности концентраций ионов, определялось при помощи уравнения электростатики. Как показали расчеты, наличие маски частично ограничивает направление переноса ионов в расплаве. А именно, непроницаемая маска с относительно большой толщиной не дает ионам активно распространяться в продольном к кристаллу направлении. Значительная часть ионов рекомбинирует внутри выемки, формируемой стенками маски и поверхностью кристалла. Лишь незначительная часть ионов успевает покинуть данную область до своей рекомбинации. В этом случае распределения концентрации с хорошей степенью точности являются однородными вдоль поверхности пластины ниобата лития. Помимо этого, активное распространение ионов вглубь расплава предотвращает генерируемое вблизи кристалла электрическое поле. Уменьшение толщины маски приводит к тому, что часть ионов при движении от кристалла успевает выйти из области, ограниченной стенками маски. Из-за этого распределения концентрации принимают более сложную форму. В частности, по мере уменьшения размеров маски в распределении бензоат-ионов все сильнее проявляется разреженная область в центре выемки.