Optical properties of quantum-sized structures and two-dimensional photon crystals fabricated in semiconductor substrates using irreversible giant modification
It is known that using the irreversible giant modification, it is possible to change locally the refractive index of semiconductors. This work is concerned with the development of the methods of photonic crystal formation basing on CdS, CdTe and GaAs semiconductors. It was shown that complex refract...
Gespeichert in:
Datum: | 2008 |
---|---|
Hauptverfasser: | , , , , |
Format: | Artikel |
Sprache: | English |
Veröffentlicht: |
НТК «Інститут монокристалів» НАН України
2008
|
Schriftenreihe: | Functional Materials |
Schlagworte: | |
Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/136556 |
Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
Zitieren: | Optical properties of quantum-sized structures and two-dimensional photon crystals fabricated in semiconductor substrates using irreversible giant modification // A.M. Kamuz, P.F. Oleksenko, O.A. Kamuz, O.A. Ilin, A.V. Stronski // Functional Materials. — 2008. — Т. 15, № 4. — С. 608-612. — Бібліогр.: 9 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraineid |
irk-123456789-136556 |
---|---|
record_format |
dspace |
spelling |
irk-123456789-1365562018-06-17T03:14:06Z Optical properties of quantum-sized structures and two-dimensional photon crystals fabricated in semiconductor substrates using irreversible giant modification Kamuz, A.M. Oleksenko, P.F. Kamuz, O.A. Ilin, O.A. Stronski, A.V. Technology It is known that using the irreversible giant modification, it is possible to change locally the refractive index of semiconductors. This work is concerned with the development of the methods of photonic crystal formation basing on CdS, CdTe and GaAs semiconductors. It was shown that complex refractive index of the CdS, CdTe and GaAs semiconductor samples is changed significantly after their modification. For example, the complex refractive index of CdS is changed from 2. 75 + i2.8113 up to 1.9 + i0.035. The real and imaginary parts of CdS refractive index are decreased by 0.85 and 2. 7763, respectively, while the absorption coefficient is decreased by 80 times. It is also shown that the interface between modified and non-modified sample areas is submerged into the sample depth (the distance from the surface being at least 11 μm). Thus, one- and two dimensional photonic crystals for visible and ultraviolet ranges can be effectively obtained using CdS, CdTe and GaAs semiconductor substrates by modifying thereof without complex lithographic technology. Відомо, що за допомогою незворотної гігантської модифікації можна локально змінювати коефіцієнт заломлення напівпровідників. Ця робота присвячена розробці методики формування структур фотонних кристалів у напівпровідникових матеріалах CdS, CdTe і GaAs. Показано, що комплексний показник заломлення у напівпровідниках CdS, CdTe і GaAs значно змінюється після вищезгаданої модифікації. Для CdS комплексний коефіцієнт заломлення змінюється від величини 2,75 + i2,8113 до 1,9 + i0,035. Дійсна та уявна частини комплексного коефіцієнта заломлення у CdS зменшуються відповідно на 0,85 і 2,7763, а коефіцієнт поглинання зменшується у 80 разів. Також показано, що границя розділу між модифікованими та немодифікованими ділянками знаходиться під поверхнею зразка, на глибині щонайменше 11 мкм. Із застосуванням такого способу модифікації оптичних властивостей напівпровідників можна виготовляти одно- та двовимірні фотонно-кристалічні структури для видимого і ультрафіолетового діапазонів на напівпровідникових субстратах зі сполук CdS, CdTe і GaAs без використання складних багатоступінчастих літографічних технологій. Известно, что с помощью необратимой гигантской модификации можно локально изменять коэффициент преломления полупроводников. Настоящая работа посвящена разработке методики формирования структур фотонных кристаллов в полупроводниковых материалах CdS, CdTe и GaAs. В работе показано, что комплексный показатель преломления в полупроводниках составов CdS, СdТе и GaAs претерпевает значительные изменения после вышеупомянутой модификации. Для CdS комплексный коэффициент преломления изменяется от величины 2,75 + i2,8113 до 1,9 + i0,035. Действительная и мнимая части комплексного коэффициента преломления CdS уменьшаются на 0,85 и 2,7763 соответственно, а коэффициент поглощения уменьшается в 80 раз. Также показано, что граница раздела между модифицированным и не модифицированным участками находится под поверхностью образца, на глубине не менее 11 мкм. С применением такого способа модификации оптических свойств полупроводников можно изготавливать одно- и двумерные фотонно-кристаллические структуры для видимого и ультрафиолетового диапазонов на полупроводниковых подложках составов CdS, CdTe и GaAs без использования сложных многоступенчатых литографических технологий. 2008 Article Optical properties of quantum-sized structures and two-dimensional photon crystals fabricated in semiconductor substrates using irreversible giant modification // A.M. Kamuz, P.F. Oleksenko, O.A. Kamuz, O.A. Ilin, A.V. Stronski // Functional Materials. — 2008. — Т. 15, № 4. — С. 608-612. — Бібліогр.: 9 назв. — англ. 1027-5495 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/136556 en Functional Materials НТК «Інститут монокристалів» НАН України |
institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
collection |
DSpace DC |
language |
English |
topic |
Technology Technology |
spellingShingle |
Technology Technology Kamuz, A.M. Oleksenko, P.F. Kamuz, O.A. Ilin, O.A. Stronski, A.V. Optical properties of quantum-sized structures and two-dimensional photon crystals fabricated in semiconductor substrates using irreversible giant modification Functional Materials |
description |
It is known that using the irreversible giant modification, it is possible to change locally the refractive index of semiconductors. This work is concerned with the development of the methods of photonic crystal formation basing on CdS, CdTe and GaAs semiconductors. It was shown that complex refractive index of the CdS, CdTe and GaAs semiconductor samples is changed significantly after their modification. For example, the complex refractive index of CdS is changed from 2. 75 + i2.8113 up to 1.9 + i0.035. The real and imaginary parts of CdS refractive index are decreased by 0.85 and 2. 7763, respectively, while the absorption coefficient is decreased by 80 times. It is also shown that the interface between modified and non-modified sample areas is submerged into the sample depth (the distance from the surface being at least 11 μm). Thus, one- and two dimensional photonic crystals for visible and ultraviolet ranges can be effectively obtained using CdS, CdTe and GaAs semiconductor substrates by modifying thereof without complex lithographic technology. |
format |
Article |
author |
Kamuz, A.M. Oleksenko, P.F. Kamuz, O.A. Ilin, O.A. Stronski, A.V. |
author_facet |
Kamuz, A.M. Oleksenko, P.F. Kamuz, O.A. Ilin, O.A. Stronski, A.V. |
author_sort |
Kamuz, A.M. |
title |
Optical properties of quantum-sized structures and two-dimensional photon crystals fabricated in semiconductor substrates using irreversible giant modification |
title_short |
Optical properties of quantum-sized structures and two-dimensional photon crystals fabricated in semiconductor substrates using irreversible giant modification |
title_full |
Optical properties of quantum-sized structures and two-dimensional photon crystals fabricated in semiconductor substrates using irreversible giant modification |
title_fullStr |
Optical properties of quantum-sized structures and two-dimensional photon crystals fabricated in semiconductor substrates using irreversible giant modification |
title_full_unstemmed |
Optical properties of quantum-sized structures and two-dimensional photon crystals fabricated in semiconductor substrates using irreversible giant modification |
title_sort |
optical properties of quantum-sized structures and two-dimensional photon crystals fabricated in semiconductor substrates using irreversible giant modification |
publisher |
НТК «Інститут монокристалів» НАН України |
publishDate |
2008 |
topic_facet |
Technology |
url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/136556 |
citation_txt |
Optical properties of quantum-sized structures and two-dimensional photon crystals fabricated in semiconductor substrates using irreversible giant modification // A.M. Kamuz, P.F. Oleksenko, O.A. Kamuz, O.A. Ilin, A.V. Stronski // Functional Materials. — 2008. — Т. 15, № 4. — С. 608-612. — Бібліогр.: 9 назв. — англ. |
series |
Functional Materials |
work_keys_str_mv |
AT kamuzam opticalpropertiesofquantumsizedstructuresandtwodimensionalphotoncrystalsfabricatedinsemiconductorsubstratesusingirreversiblegiantmodification AT oleksenkopf opticalpropertiesofquantumsizedstructuresandtwodimensionalphotoncrystalsfabricatedinsemiconductorsubstratesusingirreversiblegiantmodification AT kamuzoa opticalpropertiesofquantumsizedstructuresandtwodimensionalphotoncrystalsfabricatedinsemiconductorsubstratesusingirreversiblegiantmodification AT ilinoa opticalpropertiesofquantumsizedstructuresandtwodimensionalphotoncrystalsfabricatedinsemiconductorsubstratesusingirreversiblegiantmodification AT stronskiav opticalpropertiesofquantumsizedstructuresandtwodimensionalphotoncrystalsfabricatedinsemiconductorsubstratesusingirreversiblegiantmodification |
first_indexed |
2025-07-10T01:38:28Z |
last_indexed |
2025-07-10T01:38:28Z |
_version_ |
1837222079928205312 |
fulltext |
2SWLFDO�SURSHUWLHV�RI�TXDQWXP�VL]HG�VWUXFWXUHVDQG�WZR�GLPHQVLRQDO�SKRWRQ�FU\VWDOVIDEULFDWHG�LQ�VHPLFRQGXFWRU�VXEVWUDWHV�XVLQJLUUHYHUVLEOH�JLDQW�PRGLILFDWLRQ
$�0�.DPX]��3�)�2OHNVHQNR��2�$�.DPX]��2�$�,OLQ��$�9�6WURQVNL
9�/DVKNDU\RY�,QVWLWXWH�RI�6HPLFRQGXFWRU�3K\VLFV��1DWLRQDO�$FDGHP\�RI
6FLHQFHV�RI�8NUDLQH�����1DXNL�$YH���������.\LY��8NUDLQH
5HFHLYHG�-XO\��������
,W� LV� NQRZQ� WKDW� XVLQJ� WKH� LUUHYHUVLEOH� JLDQW� PRGLILFDWLRQ�� LW� LV� SRVVLEOH� WR� FKDQJH
ORFDOO\� WKH� UHIUDFWLYH� LQGH[�RI� VHPLFRQGXFWRUV��7KLV�ZRUN� LV� FRQFHUQHG�ZLWK� WKH�GHYHORS�
PHQW� RI� WKH� PHWKRGV� RI� SKRWRQLF� FU\VWDO� IRUPDWLRQ� EDVLQJ� RQ� &G6�� &G7H� DQG� *D$V
VHPLFRQGXFWRUV�� ,W�ZDV�VKRZQ�WKDW�FRPSOH[�UHIUDFWLYH� LQGH[�RI�WKH�&G6��&G7H�DQG�*D$V
VHPLFRQGXFWRU�VDPSOHV�LV�FKDQJHG�VLJQLILFDQWO\�DIWHU�WKHLU�PRGLILFDWLRQ��)RU�H[DPSOH��WKH
FRPSOH[�UHIUDFWLYH� LQGH[�RI�&G6� LV�FKDQJHG�IURP��������L�������XS�WR�������L�������7KH
UHDO� DQG� LPDJLQDU\� SDUWV� RI� &G6� UHIUDFWLYH� LQGH[� DUH� GHFUHDVHG� E\� ����� DQG� �������
UHVSHFWLYHO\�� ZKLOH� WKH� DEVRUSWLRQ� FRHIILFLHQW� LV� GHFUHDVHG� E\� ��� WLPHV�� ,W� LV� DOVR� VKRZQ
WKDW�WKH�LQWHUIDFH�EHWZHHQ�PRGLILHG�DQG�QRQ�PRGLILHG�VDPSOH�DUHDV�LV�VXEPHUJHG�LQWR�WKH
VDPSOH� GHSWK� �WKH� GLVWDQFH� IURP� WKH� VXUIDFH� EHLQJ� DW� OHDVW� ���PP��� 7KXV�� RQH�� DQG� WZR
GLPHQVLRQDO�SKRWRQLF�FU\VWDOV�IRU�YLVLEOH�DQG�XOWUDYLROHW�UDQJHV�FDQ�EH�HIIHFWLYHO\�REWDLQHG
XVLQJ�&G6��&G7H� DQG�*D$V� VHPLFRQGXFWRU� VXEVWUDWHV�E\�PRGLI\LQJ�WKHUHRI�ZLWKRXW�FRP�
SOH[�OLWKRJUDSKLF�WHFKQRORJ\�
jÏm˰�Óº�� ��º� °� ¹ºäº�
� Ó˺¯È�Ò亮� �Ò�ÈÓ�°}º®� äº�ÒÁÒ}È�ÒÒ� äºÎÓº� ãº}Èã Óº
ÒÏäËÓ«� � }ºªÁÁÒ�ÒËÓ�� ¹¯ËãºäãËÓÒ«� ¹ºã�¹¯ºmº�ÓÒ}ºm�� sȰ�º«�È«� ¯Èº�È� ¹º°m«�ËÓÈ
¯ÈϯȺ�}Ë�äË�º�Ò}Ò�Áº¯äÒ¯ºmÈÓÒ«�°�¯�}��¯�Áº�ºÓÓ©²�}¯Ò°�Èããºm�m�¹ºã�¹¯ºmº�ÓÒ}º�
m©²�äÈ�˯ÒÈãȲ�&G6��&G7H� Ò�*D$V�� {� ¯Èº�Ë� ¹º}ÈÏÈÓº�� ��º� }ºä¹ãË}°Ó©®� ¹º}ÈÏÈ�Ëã
¹¯ËãºäãËÓÒ«� m� ¹ºã�¹¯ºmº�ÓÒ}Ȳ� °º°�Èmºm�&G6��&G7H� Ò�*D$V� ¹¯Ë�˯¹ËmÈË�� ÏÓÈ�Ò�Ëã �
Ó©Ë�ÒÏäËÓËÓÒ«�¹º°ãË�m©�Ë�¹ºä«Ó��º®�äº�ÒÁÒ}È�ÒÒ��iã«�&G6�}ºä¹ãË}°Ó©®�}ºªÁÁÒ�
�ÒËÓ�� ¹¯ËãºäãËÓÒ«� ÒÏäËÓ«Ë�°«� º�� mËãÒ�ÒÓ©� �������L������� �º� ������L������� iË®°�mÒ�
�Ëã ÓÈ«�Ò�äÓÒäÈ«��Ȱ�Ò�}ºä¹ãË}°Óº�º�}ºªÁÁÒ�ÒËÓ�È�¹¯ËãºäãËÓÒ«�&G6��äËÓ �È
�°«
ÓÈ� ����� Ò� ������� °ºº�mË�°�mËÓÓº�� È� }ºªÁÁÒ�ÒËÓ�� ¹º�ãº�ËÓÒ«� �äËÓ �ÈË�°«� m� ��� ¯ÈÏ�
�È}ÎË�¹º}ÈÏÈÓº����º��¯ÈÓÒ�È�¯ÈÏ�ËãÈ�äËÎ���äº�ÒÁÒ�Ò¯ºmÈÓÓ©ä�Ò�ÓË�äº�ÒÁÒ�Ò¯ºmÈÓ�
Ó©ä� ��Ȱ�}ÈäÒ� ÓȲº�Ò�°«� ¹º�� ¹ºm˯²Óº°�
� º¯ÈÏ�È�� ÓÈ� �ã�ÒÓË� ÓË� äËÓËË� ��� ä}ä�
v� ¹¯ÒäËÓËÓÒËä� �È}º�º� °¹º°ºÈ� äº�ÒÁÒ}È�ÒÒ� º¹�Ò�˰}Ò²� °mº®°�m� ¹ºã�¹¯ºmº�ÓÒ}ºm
äºÎÓº�ÒÏ�º�ÈmãÒmÈ� � º�Óº��Ò��m�ä˯өË�Áº�ºÓÓº�}¯Ò°�ÈããÒ�˰}ÒË�°�¯�}��¯©��ã«�mÒ�
�Òäº�º� Ò� �ã �¯ÈÁÒºãË�ºmº�º� �ÒȹÈϺӺm� ÓÈ� ¹ºã�¹¯ºmº�ÓÒ}ºm©²� ¹º�ãºÎ}Ȳ� °º°�Èmºm
&G6�� &G7H� Ò� *D$V� ËÏ� Ò°¹ºã ϺmÈÓÒ«� °ãºÎÓ©²� äÓº�º°��¹ËÓ�È�©²� ãÒ�º�¯ÈÁÒ�˰}Ò²
�˲Ӻ�Ү�
,W� LV� EHOLHYHG� WKDW� SKRWRQLF� FU\VWDOV�ZLOO
ILQG�D�ZLGH�DSSOLFDWLRQ�LQ�LQIRUPDWLRQ�SURF�
HVVLQJ�� VWRUDJH�� DQG� WUDQVIHU� >��@��$� SKR�
WRQLF� FU\VWDO� �3&�� LV� DQ� RSWLFDO� PHGLXP
ZKHUH� SHULRGLFDOO\� DOWHUQDWLQJ� DUHDV� ZLWK
GLIIHUHQW� UHIUDFWLYH� LQGLFHV� �QPD[��QPLQ��!
�����ZKHUH�QPD[�DQG�QPLQ�DUH�UHIUDFWLYH�LQ�GLFHV� RI� WKH� SHULRGLFDOO\� DOWHUQDWLQJ� DUHDV�
DUH�IRUPHG��7KH�UHIUDFWLYH�LQGH[�FKDQJH�SH�
ULRG� LV� FRPSDUDEOH� ZLWK� WKH� OLJKW� ZDYH�
OHQJWK�DQG�LV�VXEVWDQWLDOO\�ODUJHU�WKDQ�WKDW
RI� WKH�FU\VWDOOLQH� ODWWLFH�RQH�� ,I� WKH�UHIUDF�
)XQFWLRQDO�0DWHULDOV�����1R��������� ��������,QVWLWXWH�IRU�6LQJOH�&U\VWDOV
��� )XQFWLRQDO�PDWHULDOV�������������
WLYH� LQGH[� FKDQJH� SHULRG� LQ� D� PHGLXP� LQ
RQH��� WZR��� RU� WKUHH�GLPHQVLRQDO� VWUXFWXUHV
��'����'����'�SKRWRQLF�VWUXFWXUHV��LV�FRPSD�
UDEOH� ZLWK� WKH� HOHFWURPDJQHWLF� ZDYHOHQJWK�
WKHQ�WKH�OLJKW�SURSDJDWLRQ�GLIIHUV�IURP�WKDW
LQ� DQ� RUGLQDU\� PHGLXP�� 7KDW� LV� ZK\� VXFK
DUWLILFLDO�PHGLD� DUH� UHIHUUHG� WR� DV� SKRWRQLF
FU\VWDOV� >��@�� ,Q� 3&�� RQO\� OLJKW� ZDYHV� RI
FHUWDLQ�ZDYHOHQJWKV�FDQ�SURSDJDWH��WKXV��DO�
ORZHG� DQG� IRUELGGHQ� SKRWRQ� EDQGV� �]RQHV�
H[LVW� LQ� 3&�� 2I� PRVW� LQWHUHVW� IRU� VHPLFRQ�
GXFWRU� RSWRHOHFWURQLFV� DUH� WKH� 3&� DFWLYH� LQ
YLVLEOH� DQG� XOWUDYLROHW� VSHFWUDO� UDQJHV�� $W
SUHVHQW�� WKHUH� DUH� QR� SUHSDUDWLRQ� PHWKRGV
RI�VXFK�3&�
$Q\� WHFKQRORJLFDO� PHWKRGV� VXLWDEOH� WR
FKDQJH�ORFDOO\�UHIUDFWLYH�LQGH[�RI�D�PHGLXP
E\�D�FRQVLGHUDEOH�YDOXH��DW�OHDVW�E\������FDQ
EH�XVHG�IRU�WKH�3&�SUHSDUDWLRQ��,W�KDV�EHHQ
VKRZQ� E\� XV� EHIRUH� >��@� WKDW� XVLQJ� WKH
LUUHYHUVLEOH� JLDQW� PRGLILFDWLRQ� �,*0��� LW� LV
SRVVLEOH� WR� FKDQJH� ORFDOO\� WKH� UHIUDFWLYH
LQGH[�RI�D�VHPLFRQGXFWRU�E\���������,W�IRO�
ORZHG�IURP�RXU�ZRUN�>�@�WKDW�XVLQJ�OLJKW��LW
LV� SRVVLEOH� WR� IRUP� ORFDO� SHULRGLFDOO\� DOWHU�
QDWLQJ� DUHDV� GLIIHULQJ� FRQVLGHUDEO\� LQ� UH�
IUDFWLYH�LQGH[�ZLWKLQ�WKH�VDPSOH�VXEVXUIDFH
OD\HUV��%XW�LQ�>��@��WKH�PD[LPXP�GHSWK�RI
WKH� VHPLFRQGXFWRU� VDPSOH� PRGLILFDWLRQ� E\
,*0� ZDV� QRW� GHWHUPLQHG� DQG� WKXV� WKH� 3&
IRUPDWLRQ� SRVVLELOLW\� E\� ,*0�ZDV� QRW� GHP�
RQVWUDWHG�� ,W� LV� REYLRXV� WKDW� WKH� VHPLFRQ�
GXFWRU� VDPSOH� PRGLILFDWLRQ� GHSWK� ZLOO� GH�
ILQH� WKH� 3&� WKLFNQHVV�� DQG� WKH� UHIUDFWLYH
LQGH[� GLIIHUHQFH� �RU� JUDGLHQW� LQ� WKH� WUDQVL�
WLRQ� OD\HU�� EHWZHHQ� PRGLILHG� DQG� LQLWLDO
DUHDV�ZLOO�GHILQH�LWV�SDUDPHWHUV��7KH�DLP�RI
WKLV�ZRUN�LV�WR�VWXG\�WKH�PRYHPHQW�G\QDP�
LFV� RI� WKH� PRGLILHG� DUHD� ERXQGDU\� DQG� WKH
PRGLILFDWLRQ� GHSWK� RI� WKH� &G6�� &G7H� DQG
*D$V�VHPLFRQGXFWRU�VDPSOHV�DQG�WR�GHYHORS
WKH�3&�IRUPDWLRQ�PHWKRGV�XVLQJ�,*0��
7KH� SHULRGLF� OLJKW� LQWHUIHUHQFH� SDWWHUQ
�ZKLFK�ZDV�IRUPHG�RQ�WKH�VXUIDFH�RI�D�VHPL�
FRQGXFWRU� VDPSOH� DV� VKRZQ� LQ� )LJ����� ZLWK
GLIIHUHQW� SHULRGV� �IURP� ���� XS� WR� ��� PP�
ZDV�XVHG��'\QDPLFV�RI�WKH�LQWHQVLW\�FKDQJH
RI�WKH�UHIOHFWHG�OLJKW�LQWR����VW�UHIOH[�IURP
WKH�DSSHDULQJ�SHULRGLF� VWUXFWXUH�DW� � �ZDYH�
OHQJWK�ZDV�XVHG� WR�GHWHUPLQH�WKH�WKLFNQHVV
�GHSWK�� RI� WKH� PRGLILHG� VLQJOH� FU\VWDO� DUHD
DQG� YDOXHV� RI� LWV� FRPSOH[� UHIUDFWLYH� LQGH[
DW�WKHVH�GHSWKV��,W�ZDV�VKRZQ�LQ�H[SHULPHQW
WKDW� WKH� G\QDPLFV� RI� WKH� GLIIUDFWLRQ� HIIL�
FLHQF\� FKDQJH� LQ� WKH� IRUPLQJ� JUDWLQJV� GH�
SHQGV�RQ�D� �D�EHLQJ�WKH�DQJOH�EHWZHHQ�QRU�
PDO�WR�WKH�VDPSOH�VXUIDFH�DQG�WKH�V\PPHWU\
OLQH�RI�WKH�UHFRUGLQJ�VFKHPH��
7KH� GLIIUDFWLRQ� HIILFLHQF\� HYROXWLRQ� LQ
WKH� JUDWLQJV� IRUPHG� RQ� &G6�� &G7H� DQG
*D$V� VDPSOHV� DW� D� ����� DQG� D� ���� LV
VKRZQ�LQ�)LJ�����7KRVH�DUH�VHHQ�WR�EH�TXDOL�
WDWLYHO\� GLIIHUHQW�� ,Q� )LJ����� WKH� LQWHUIHU�
HQFH� PD[LPD� DQG� PLQLPD� DUH� FOHDUO\� VHHQ�
)RU� VXFK� LQWHUIHUHQFH�� LW� LV� QHFHVVDU\� WKDW
LQWHUIHULQJ� OLJKW� IOX[HV� �IOX[���DQG�IOX[���
ZLOO� EH� FRPSDUDEOH� LQ� LQWHQVLW\� DQG� WKHLU
SKDVH�GLIIHUHQFHV�ZHUH�GLYLVLEOH�E\��S��PD[�
LPD��RU�S����PLQLPD���)RU�FHUWDLQW\��ZH�ZLOO
QRWH�WKH�IOX[��EHDP��UHIOHFWHG�IURP�WKH�VDP�
SOH� VXUIDFH� DV� IOX[� ��� DQG� IOX[� UHIOHFWHG
IURP� WKH� LQWHUIDFH� RI� PRGLILHG� DQG� QRQ�
PRGLILHG�DUHDV�DV�IOX[���
,W� ZDV� VKRZQ� >�@� WKDW� XQGHU� ,*0�� ORQJ
TXDQWXP� ZLUHV� RULHQWHG� SHUSHQGLFXODU� WR
WKH�VDPSOH�VXUIDFH�DUH�IRUPHG�LQ�WKH�VDPSOH
VXEVXUIDFH� DUHD�� 7KHVH� TXDQWXP� ZLUHV� DUH
IRUPHG� IURP� WKH� FKDUJHG� GHIHFWV� RI� WKH
VHPLFRQGXFWRU� VDPSOH�� 4XDQWXP� ZLUHV
IRUPHG� LQ� WKH� VDPSOH�PDWUL[� GHFUHDVH� FRQ�
VLGHUDEO\� LWV� UHIUDFWLYH� LQGH[� �E\� ��������
ZKLFK�UHVXOWV� LQ�D�VKDUS�OHDS�RI�WKH�UHIUDF�
WLYH�LQGH[�DW�WKH�LQWHUIDFH�EHWZHHQ�PRGLILHG
DQG�QRQ�PRGLILHG�DUHDV��7KXV��WKH�LQWHQVLW\
RI� WKH� OLJKW� UHIOHFWHG� IURP� WKLV� LQWHUIDFH
�IOX[����LV�FRPSDUDEOH�WR�WKH�OLJKW�LQWHQVLW\
UHIOHFWHG� IURP� WKH� VDPSOH� VXUIDFH� �IOX[� ���
,Q� )LJ����� WKH� VDPSOH�PRGLILHG� ORFDOO\� RQO\
LQ�VXFK�SODFHV�ZKHUH�PD[LPD�DQG�PLQLPD�RI
WKH� LQWHUIHUHQFH� SDWWHUQ� DUH� SRVLWLRQHG� LV
VKRZQ� VFKHPDWLFDOO\�� VKRZQ� LV� DOVR� WKH� UH�
IUDFWLYH� LQGH[� GLVWULEXWLRQ� LQ� WKH� VDPSOH
FURVV�VHFWLRQ�� ,W� LV� REYLRXV� WKDW� LI� WKH� UH�
IUDFWLYH� LQGH[� GLIIHUHQFH� EHWZHHQ� WKH� QRQ�
PRGLILHG� DQG� PRGLILHG� DUHDV� H[FHHGV� ���
)LJ��������+H±&G�ODVHU�ZLWK��������PP�ZDYH�
OHQJWK�����������GLHOHFWULF�PLUURUV�����OHQV����
EHDPVSOLWWHU�����VHPLFRQGXFWRU�VDPSOH�����FHOO
ZLWK�ELGLVWLOOHG�ZDWHU�����SKRWRGLRGH������UH�
FRUGHU��
$�0�.DPX]�HW�DO����2SWLFDO�SURSHUWLHV�RI�TXDQWXP�VL]H����
)XQFWLRQDO�PDWHULDOV������������� ���
DQG� WKH� VDPSOH�PRGLILFDWLRQ� GHSWK� H[FHHGV
���PP�� VXFK� DUWLILFLDO� PHGLXP� LV� D� SKR�
WRQLF�RQH�
'XULQJ� WKH� VDPSOH� PRGLILFDWLRQ�� WKH
TXDQWXP� ZLUHV� DUH� JUDGXDOO\� HQODUJHG� DQG
LQWHUIDFH� LV� VXEPHUJHG� LQWR� WKH� VDPSOH
GHSWK��)URP�FU\VWDO�VXUIDFH�DQG�IURP�LQWHU�
IDFH�DUH�UHIOHFWHG��UHVSHFWLYHO\��IOX[HV���DQG
���ZKLFK�IRUP����VW�UHIOH[��%HFDXVH�WKH�UH�
IUDFWLYH� LQGH[� DQG� WKH� WKLFNQHVV� RI� WKH
PRGLILHG�DUHD�DUH�FKDQJHG�GXULQJ�PRGLILFD�
WLRQ�� WKH� SKDVH� DQG� LQWHQVLW\� RI� WKH� IOX[��
DUH� FKDQJHG�� 'XH� WR� LQWHUIHUHQFH� RI� WKH� �
DQG���IOX[HV��PD[LPD�DQG�PLQLPD�DSSHDU�LQ
WKH� UHIOHFWHG� OLJKW� GHSHQGHQFH� �WKH� ���VW� UH�
IOH[� LQWHQVLW\���9DOXHV�RI�WKH�UHIOHFWLRQ�FRHI�
ILFLHQW� LQ� PLQLPD� DQG� WKH� QXPEHU� RI� VXFK
PLQLPD�HQDEOHG�XV�WR�GHWHUPLQH�WKH�WKLFNQHVV
DV�ZHOO� WKH� YDOXHV� RI� WKH� FRPSOH[� UHIUDFWLYH
LQGLFHV�RI�WKH�PRGLILHG�VDPSOH�DUHDV��
7KH� SKDVH� GLIIHUHQFH� G� EHWZHHQ� IOX[HV� �
DQG� �� LV� �G� �����S�O��>KQ�FRV�T�@���S���S�
+HUH� O� ��������PP� LV� WKH� ODVHU� UDGLDWLRQ
ZDYHOHQJWK�LQ�YDFXXP��K��WKLFNQHVV�DQG�Q��
UHIUDFWLYH� LQGH[� RI� WKH� PRGLILHG� DUHD�� UH�
VSHFWLYHO\�� S�� WKH� SKDVH� VKLIW� RI� OLJKW� UH�
IOHFWHG� IURP� LQWHUIDFH� EHWZHHQ� PHGLD� ZLWK
UHIUDFWLYH� LQGLFHV� Q�� DQG� Q�� �Q����Q���� ,Q
RXU�FDVH��DQJOH�T�LV�VPDOO��FRV�T��a�����WKXV�
�G� �����S�O��KQ���7KH�UHIOHFWLRQ�FRHIILFLHQW�RI�WKH�PRGLILHG
PHGLXP�LV�>�@�
5�
� 5�����5�������5���
��e���5�����e���H�EFRV��G�
����5��5�������5�����e���5�����e���H�EFRV��G�
�
���
+HUH�
)LJ����� 'HSHQGHQFHV� RI� JUDWLQJ� GLIIUDFWLRQ� HIILFLHQF\� DW� WKH� ILUVW� GLIIUDFWLRQ� RUGHUV� GXULQJ� WKHLU
UHFRUGLQJ�LQ�WKH�VXUIDFH�UHJLRQ�RI�VHPLFRQGXFWRUV�DW�DQJOHV�D� �����DQG�D� ����IRU�&G6��&G7H�DQG
*D$V�VDPSOHV��ZLWK�����PP�JUDWLQJ�SHULRG��
$�0�.DPX]�HW�DO����2SWLFDO�SURSHUWLHV�RI�TXDQWXP�VL]H����
��� )XQFWLRQDO�PDWHULDOV�������������
5��� �
�Q�������������E�
�Q�������������E�
�
5��� �
�Q����Q������E�
�Q����Q������E�
��E� �DO�S �
Q���UHIUDFWLYH�LQGH[�RI�WKH�VDPSOH�QRQ�PRGL�
ILHG� DUHD�� D�� WKH� VDPSOH� DEVRUSWLRQ� FRHIIL�
FLHQW�� ,QWHUIHUHQFH� HIIHFWV� DUH� VHHQ� LQ� WKH
UHIOHFWLRQ� FRHIILFLHQW� GHSHQGHQFHV� RI� WKH
&G6��&G7H�DQG�*D$V�VLQJOH�FU\VWDOV�DW�WKHLU
PRGLILFDWLRQ�� $Q� HVSHFLDOO\� FOHDU� LQWHUIHU�
HQFH�LV�VHHQ�LQ�WKH�UHIOHFWLRQ�FRHIILFLHQW�GH�
SHQGHQFH� RI� &G6� VLQJOH� FU\VWDO�� ,W� LV� VHHQ
IURP� )LJ���� WKDW� LQ� PLQLPD�� WKH� UHIOHFWLRQ
FRHIILFLHQW� YDOXHV� DUH� HVVHQWLDOO\� HTXDO� WR
]HUR��LQ�ILUVW�PD[LPXP��5PLQ� ����������LQVHFRQG�� WKLUG�� IRXUWK� DQG� ILIWK� RQHV�
5PLQ�|��������� 7KXV�� DOO� UHIOHFWLRQ� FRHIIL�FLHQW� FDOFXODWLRQV� ZHUH� SHUIRUPHG� IRU� &G6
VLQJOH�FU\VWDO��,Q�PLQLPD��FRV��G�� ����7KH
UHIOHFWLRQ�FRHIILFLHQWV�YDOXHV�RI�WKH�LQ�PLQ�
LPD�DUH�JLYHQ�E\�H[SUHVVLRQ
5PLQ� �
5�����5�������5�����e���5�����e���H�E
����5��5�������5����e��5�����e���H�E
������
8VLQJ�WKLV�H[SUHVVLRQ��ZH�KDYH�FDOFXODWHG
GHSHQGHQFH� RI�5PLQ� RQ� WKH� UHIUDFWLYH� LQGH[RI� PRGLILHG� DUHD� DW� GLIIHUHQW� YDOXHV� RI� LWV
DEVRUSWLRQ� FRHIILFLHQW� �)LJ������ ,W� LV� VHHQ
IURP� )LJ���� WKDW� LQ� PLQLPD� WKH� UHIOHFWLRQ
FRHIILFLHQWV�UHDFK��������DQG��������UHVSHF�
WLYHO\�� WKH� LPDJLQDU\� SDUWV� RI� FRPSOH[� UH�
IUDFWLYH�LQGH[�EHLQJ�������DQG�������UHVSHF�
WLYHO\�� 7KH� DEVRUSWLRQ� FRHIILFLHQWV� RI� WKH
PRGLILHG�DUHDV�DUH�����FP��DQG�������FP��
UHVSHFWLYHO\�� 7KH� UHDO� SDUWV� RI� UHIUDFWLYH
LQGH[�LQ�ERWK�FDVHV�DUH������7KLV�HQDEOHV�WR
ZULWH� WKH� FRPSOH[� UHIUDFWLYH� LQGH[� YDOXHV
IRU� WKH�PRGLILHG�&G6� VLQJOH� FU\VWDO� IRU� WKH
ZDYHOHQJWK� ������� PP� IRU� WLPH� PRPHQWV
ZKHQ� UHIOHFWLRQ� FRHIILFLHQW� UHDFKHV� ILUVW�
VHFRQG�� WKLUG�� IRXUWK� DQG� ILIWK� PLQLPD�
UHVSHFWLYHO\�� DV� 1�� �������L������ DQG1��|1�|1��|1�� �������L������ 7KH� FRP�SOH[� UHIUDFWLYH� LQGH[� RI� WKH� QRQ�PRGLILHG
&G6� VLQJOH� FU\VWDO� DW� WKH� ZDYHOHQJWK
�������PP� LV� 1� ��������L�������� 7KXV�� LW
LV�VHHQ�WKDW�DW�PRGLILFDWLRQ�RI�WKH�&G6�VLQ�
JOH�FU\VWDO��WKH�UHDO�DQG�LPDJLQDU\�SDUWV�RI
WKH� FRPSOH[� UHIUDFWLYH� LQGH[� DUH� GHFUHDVHG
�E\������DQG���������UHVSHFWLYHO\���,W�LV�DOVR
VHHQ� WKDW� GXH� WR� PRGLILFDWLRQ�� DEVRUSWLRQ
FRHIILFLHQW�LV�GHFUHDVHG�E\����WLPHV�
7KH� PRGLILHG� DUHD� WKLFNQHVV� LV� KPLQ� �GO��Q��� (LJKWK� PLQLPXP� LV� DFKLHYHG� DW
�G� ���S��:H�KDYH�KPLQ� ��������PP��$IWHUHLJKW� PLQLPD� RI� WKH� UHIOH[� LQWHQVLW\�� LW� LV
LPSRVVLEOH� WR� PHDVXUH� WKH� PRGLILFDWLRQ
WKLFNQHVV�E\�WKLV�PHWKRG�
0HDVXUHPHQWV�RI�WKH�VDPSOH�PRGLILFDWLRQ
GHSWK� XVLQJ� LQWHUIHURPHWU\� DUH� OLPLWHG� WR
WKH�YDOXH�RI��������PP��EHFDXVH�GXH�WR�WKH
UHIUDFWLYH�LQGH[�GHFUHDVH�RI�WKH�VHPLFRQGXF�
WRU�VDPSOH�VXUIDFH�DUHDV��WKH�UHIOHFWHG�OLJKW
LQWHQVLW\�LV�GHFUHDVHG�DQG�LW�LV�LPSRVVLEOH�WR
UHFRUG� PRUH� WKDQ� ��� PLQLPD�� 7KXV�� WKH
PHDVXUHPHQWV� RI� WKH� ODUJHU� PRGLILFDWLRQ
GHSWKV�ZDV� FDUULHG� RXW�XVLQJ� D�PLFURVFRSH�
,W�ZDV� DOVR� WDNHQ� LQWR� DFFRXQW� WKDW� WKH� LQ�
WHQVH� OLJKW� UHIOHFWLRQ� RI� YLVLEOH� UDQJH� IURP
LQWHUIDFH� LV� HDV\� WR� UHFRUG� XVLQJ� D� PLFUR�
)LJ�����'LIIUDFWLRQ�HIILFLHQF\�����YV�UHDO�SDUW�RI
WKH�UHIUDFWLYH�LQGH[��D��FP�� ���������������������
)LJ�����0RGLILHG�DUHDV�RI� VDPSOH� �D���5HIUDF�
WLYH�LQGH[�SURILOH�LQ�$Ü$�FURVV�VHFWLRQ��E��
$�0�.DPX]�HW�DO����2SWLFDO�SURSHUWLHV�RI�TXDQWXP�VL]H����
)XQFWLRQDO�PDWHULDOV������������� ���
VFRSH��,Q�WKHVH�H[SHULPHQWV��VHYHUDO�VDPSOHV
RI� &G6� VLQJOH� FU\VWDOV� ZHUH� PRGLILHG� DW
YDULRXV�H[SRVXUHV��)RU�WKH�PRGLILFDWLRQ�WKH
OLJKW�LQWHUIHUHQFH�SDWWHUQ�ZLWK���PP�SHULRG
ZDV�XVHG��$IWHU�PRGLILFDWLRQ�� WKH� LQWHUIDFH
GHSWK� ZDV� PHDVXUHG�� ZKLFK� KDV� WKH� VDPH
SHULRG���PP��,W�ZDV�HVWDEOLVKHG�WKDW�WKH�LQ�
WHUIDFH� GHSWK� ZDV� OLQHDUO\� LQFUHDVHG� ZLWK
WKH�PRGLILFDWLRQ� GXUDWLRQ�� DQG� LWV� SRVLWLRQ
ZDV� FRQILGHQWO\� UHJLVWHUHG� XS� WR� WKH� YDOXH
a���PP��
5HIHUHQFHV
� ���(�<DEORQRYLWFK��3K\V��5HY��/HWW�������������������
� ���-�+�-RDQQSRXORV�� 5�'�0HDGHU�� -�1�:LQQ�
3KRWRQLF�&U\VWDOV��0ROGLQJ�WKH�)ORZ�RI�/LJKW�
3ULQFHWRQ�8QLYHUVLW\�3UHVV��������
� ���.�6DNRGD�� 2SWLFDO� 3URSHUWLHV� RI� 3KRWRQLF
&U\VWDOV��6SULQJHU�9HUODJ�%HUOLQ��������
� ���&�*ULOOHW�� '�)UHHPDQ��%�/XWKHU�'DYLHV� HW� DO��
2SWLFV�([SUHVV�����������������
� ���6�<�/LQ�� -�*�)OHPLQJ�� '�/�+HWKHULQJWRQ� HW
DO���1DWXUH������������������
� ���$�0�.DPX]�� 3�)�2OHNVHQNR�� 9�1�.L]LPD�
9�*�.DPX]��2SWR�(OHFWU��5HY�����������������
� ���$�0�.DPX]��3�)�2OHNVHQNR��<�8�2YV\DQQLNRY
HW�DO���$SSO��6XUI��6FL�������������������
� ���$�0�.DPX]�� 3�)�2OHNVHQNR�� 7�$�'\DFKHQNR�
3URF��63,(�������������������
� ���0�%RUQ��(�:ROI��3ULQFLSOHV�RI�2SWLFV���WK��H[�
WHQGHG��� (G�� &DPEULGJH� 8QLYHUVLW\� 3UHVV
�������
|¹�Ò�ÓL�mãȰ�Òmº°�L�}mÈÓ�ºmº�¯ºÏäL¯ÓÒ²�°�¯�}��¯�È��mºmÒäL¯ÓÒ²�Áº�ºÓÓÒ²�}¯Ò°�ÈãLm��mÒ�º�ºmãËÓÒ²��ÓȹLm¹¯ºmL�ÓÒ}ºmÒ²�°�°�¯È�Ȳ�ÏÈ��º¹ºäº�º
ÓËÏmº¯º�Óº���L�ÈÓ�° }º��äº�ÒÁL}È�L�
|�l�zÈä�Ï����n�|ãË}°ËÓ}º��|�|�zÈä�Ï��|�|�,ã �Ó��|�{�v�¯ºÓ° }Ò®
{L�ºäº�� �º� ÏÈ� �º¹ºäº�º
� ÓËÏmº¯º�Óº�� �L�ÈÓ�° }º�� äº�ÒÁL}È�L�� äºÎÓÈ� ãº}Èã Óº
ÏäLÓ
mÈ�Ò� }ºËÁL�L¼Ó�� ÏÈãºäãËÓÓ«� ÓȹLm¹¯ºmL�ÓÒ}Lm�� ¡«� ¯ºº�È� ¹¯Ò°m«�ËÓÈ� ¯ºÏ¯º�L
äË�º�Ò}Ò�Áº¯ä�mÈÓÓ«� °�¯�}��¯�Áº�ºÓÓÒ²�}¯Ò°�ÈãLm���ÓȹLm¹¯ºmL�ÓÒ}ºmÒ²�äÈ�˯LÈãȲ
&G6��&G7H� L�*D$V���º}ÈÏÈÓº���º�}ºä¹ãË}°ÓÒ®�¹º}ÈÏÓÒ}�ÏÈãºäãËÓÓ«���ÓȹLm¹¯ºmL�ÓÒ�
}Ȳ�&G6�� &G7H� L�*D$V� ÏÓÈ�Óº� ÏäLÓ
¼� °«� ¹L°ã«� mÒ�ËÏ�È�ÈÓº�� äº�ÒÁL}È�L��� iã«�&G6
}ºä¹ãË}°ÓÒ®�}ºËÁL�L¼Ó�� ÏÈãºäãËÓÓ«� ÏäLÓ
¼� °«� mL�� mËãÒ�ÒÓÒ��������L��������º������
L�������iL®°ÓÈ��È��«mÓÈ��Ȱ�ÒÓÒ�}ºä¹ãË}°Óº�º�}ºËÁL�L¼Ó�È�ÏÈãºäãËÓÓ«���&G6�ÏäËÓ���
� °«� mL�¹ºmL�Óº�ÓÈ� ����� L� �������� È� }ºËÁL�L¼Ó�� ¹º�ãÒÓÈÓÓ«� ÏäËÓ��¼� °«� �� ��� ¯ÈÏLm�
�È}ºÎ� ¹º}ÈÏÈÓº�� �º� �¯ÈÓÒ�«� ¯ºÏ�Lã�� äLÎ� äº�ÒÁL}ºmÈÓÒäÒ� �È� ÓËäº�ÒÁL}ºmÈÓÒäÒ
�Lã«Ó}ÈäÒ�ÏÓȲº�Ò� °«�¹L��¹ºm˯²ÓË
� ϯÈÏ}È��ÓÈ��ãÒÒÓL��ºÓÈ®äËÓ�Ë����ä}ä��,Ï�ÏÈ�
°�º°�mÈÓÓ«ä� �È}º�º� °¹º°º�� äº�ÒÁL}È�L�� º¹�Ò�ÓÒ²� mãȰ�Òmº°�Ë®� ÓȹLm¹¯ºmL�ÓÒ}Lm
äºÎÓÈ� mÒ�º�ºmã«�Ò� º�Óº�� �È��mºmÒäL¯ÓL�Áº�ºÓÓº�}¯Ò°�ÈãL�ÓL� °�¯�}��¯Ò��ã«� mÒ�Òäº�º
L��ã �¯ÈÁLºãË�ºmº�º��LȹÈϺÓLm�ÓÈ�ÓȹLm¹¯ºmL�ÓÒ}ºmÒ²�°�°�¯È�Ȳ�ÏL�°¹ºã�}�&G6��&G7H
L�*D$V�ËÏ�mÒ}º¯Ò°�ÈÓÓ«�°}ãÈ�ÓÒ²�È�È�º°��¹LÓ�Ȱ�Ò²�ãL�º�¯ÈÁL�ÓÒ²��˲Ӻãº�L®�
$�0�.DPX]�HW�DO����2SWLFDO�SURSHUWLHV�RI�TXDQWXP�VL]H����
��� )XQFWLRQDO�PDWHULDOV�������������
|