Электромагнитные резонансы в наноструктурных системах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.05, кандидат физико-математических наук Шалин, Александр Сергеевич

• Шалин, Александр Сергеевич
• кандидат физико-математических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Шалин, Александр Сергеевич

Введение.

1. Полуклассический подход к описанию взаимодействия электромагнитного излучения с веществом. Магнитные размерные резонансы в плотных атомных ансамблях.

1.1. Немагнитные среды.

1.1.1. Уравнения для связанных квантовых диполей.

1.1.2. Полевые уравнения для непроводящей немагнитной среды.

1.2. Магнитные среды.

1.2.1. Уравнения для связанных квантовых магнитных диполей.

1.2.2. Полевые уравнения для непроводящей магнитной среды.

1.3. Взаимодействие атомов с ненулевыми магнитными моментами в поле радиочастотного излучения.

1.3.1. Линейные стационарные магнитные размерные резонансы в двухатомных наноструктурных объектах.

1.3.2. Спиновый парамагнетизм в двухатомном наноструктурном объекте и магнитные размерные резонансы.

2. Электродинамическая теория наноагрегатов.

2.1.0сновные уравнения.

2.2. Расчет полей внутри и вне системы.

2.2.1. Согласование координатных систем.

2.2.2. Линейное стационарное приближение. Эффективные электрические поля.

2.2.3. Уравнения магнитного поля.

2.2.4. Электродинамический отклик системы.

2.3. Показатель преломления системы.

2.3.1. Показатель преломления диэлектрических наношаров, активированных двухуровневыми атомами.

2.3.2. Эффективный показатель преломления взаимодействующих наночастиц.

2.4. Электростатическое приближение.

2.5. Оптические свойства исследуемой структуры. Численное моделирование.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Электромагнитные резонансы в наноструктурных системах»

4.2.2. Отражательная и пропускательная способности границы полубесконечной среды, модифицированные монослоем наночастиц.Ю8

4.2.3. Решеточные суммы.113

4.2.4. Условие идеального оптического просветления.116

4.2.5. Численные расчеты.117

4.2.6. Роль структурного фактора.118

Заключение.126

Библиография.130

Приложение А.139

Приложение В.143

Приложение С.144

Введение

Не секрет, что в настоящее время одним из наиболее перспективных и, в связи с этим, бурно развивающихся направлений в физике является исследование оптических характеристик так называемых «низкоразмерных» (величиной порядка нескольких нанометров) объектов, а также составленных из них структур. Это следует, прежде всего, связать с появившейся совсем недавно возможностью целенаправленно распределять наночастицы в пространстве, осуществляя с достаточно высокой точностью контроль соответствующих параметров, таких как форма, материал, характерные размеры кластеров и пр., что было совершенно невыполнимо ранее. Действительно, начало теоретическим изысканиям в указанной области было положено еще в конце 19 века такими известными учеными как Рэлей [1], изучавший влияние коллоидных частиц, взвешенных в атмосфере, на цвет неба и распределение цветов в радуге, Г. Ми и П. Дебай, создавшие на основе уравнений Максвелла электродинамическую теорию рассеяния падающего излучения однородным шаром малого размера [2,3], Максвелл-Гарнетт, впервые предложивший подход к описанию сред, которые сейчас принято называть «метаматериала-ми», содержащих хаотически распределенные микро-вкрапления инородных веществ [4]. Необычные оптические свойства подобных объектов были во многом предсказаны ими еще тогда, однако реальное воплощение идеи исследования наноструктурированных систем и широкого использования их для решения тех или иных задач прикладного характера нашли лишь во второй половине 20 века с появлением достаточно мощных компьютеров, позволяющих проводить численное моделирование, изобретением электронного и туннельного микроскопов и созданием такого мощного метода как нано-литография [5,6], дающего возможность, фактически, «рисовать» структуры из наночастиц на поверхности подстилающей среды.

С другой стороны, с развитием теории и эксперимента, так или иначе связанных с нанооптикой, возникают все новые и новые задачи, разрешение которых в рамках указанных подходов становится невозможным, а современные области ее практического использования, такие как, например, медицина [7,8], квантовый компьютинг [9,10], конструирование покрытий и сред с необычными оптическими свойствами на основе уже упомянутых метамате-риалов [11,12] и пр. требуют все более и более тщательного предварительного моделирования и просчета. Отдельного исследования требуют также и квантовые свойства подобных наноструктурных систем, поскольку, как отмечается в различных работах [13-15], при определенных условиях они являются доминирующими. В связи с этим, множеством авторов по всему миру в настоящее время ведутся интенсивные поиски некоего теоретического подхода, численного либо аналитического, позволившего бы максимально просто и, в то же самое время, точно решать подобного рода оптические и кван-товомеханические задачи [3,14].

Очевидно, что совершенно «идеальная» теория, сочетающая в себе полный набор достоинств с не менее полным отсутствием недостатков - явление характера скорее утопического, нежели реального, однако, наряду с этим, следует понимать также и то, что хороший метод значит не меньше, а иногда и много больше, нежели хороший прибор, и, будучи проверен на адекватность, может быть использован не только для описания уже имеющихся экспериментов, но и для постановки и решения собственных, зачастую совершенно нетривиальных задач. Данная диссертационная работа посвящена созданию именно такого теоретического аппарата, не лишенного некоторых приближений, однако позволяющего рассматривать широкий спектр задач по изучению электродинамических свойств наноструктурных систем и, после соответствующей апробации, использованию указанного подхода для постановки специфических численных экспериментов, имеющих целью выявление ранее неисследованных эффектов. В процессе изложения материала мы будем периодически соотносить предлагаемую теорию с эмпирическими исследованиями, проведенными различными авторами, дабы полученные результаты не вызывали сомнения.

В общем и целом, исследование велось в трех направлениях:

1. Построение электродинамической теории взаимодействия света с на-норазмерными объектами и их агрегатами (коллоидами, мультичастичными кластерами, цепочками наночастиц), созданными на основе как проводящих, так и диэлектрических веществ, учет присутствующих коллективных эффектов, таких как многократное и когерентное рассеяние, взаимное поляризующее влияние элементов структуры, воздействие подстилающей среды и т.д.

2. Исследование квантовой природы оптических свойств металлических нанокластеров, а также внутренней структуры распределения электронов проводимости, обусловленной финитным движением последних в ограниченном объеме рассматриваемого объекта. Построение соответствующего метода, позволяющего адекватно интерпретировать экспериментальные данные на основе рассчитанных квантовомеханических характеристик.

3. Изыскание путей возможного применения полученных результатов на практике (цветные светоизлучатели на базе наночастиц, абсолютные зеркала в широком диапазоне длин волн на основе нанопленок, среды с отрицательным показателем преломления и т.д.), постановка соответствующих численных экспериментов. Особенно следует отметить содержащееся в четвертой главе настоящей диссертации исследование, посвященное регулированию оптической видимости непрозрачных, поглощающих сред за счет соответствующим образом организованных нанокристаллических покрытий.

Методы исследования.

Для решения поставленных задач и проверки исходных предположений и выводов был использован комплекс методов, разработанных в трудах Ландау Л. Д., Борна М., Гадомского О. Н. и Мищенко М. И., аналитические и численные методы теоретического анализа, компьютерное моделирование, а также методы статистической обработки полученных результатов.

Исследование проводилось в несколько этапов:

2003-2004 г.г.) построение основной теории оптических свойств диэлектрических наноагрегатов, изучение возникающих в подобных структурах ближнепольных резонансов.

2004-2006 г.г.) исследование магнитных резонансов в наноструктурных системах, распространение теории интегро-дифференциальных уравнений на случай проводящих сред.

2006-2007 г.г.) изучение внутренней структуры металлических кластеров, построение квазиклассической теории оптических характеристик указанных объектов.

2007 г.) обобщение и систематизация результатов.

Научная новизна работы.

Полученные в ходе проведенных исследований результаты представляют из себя решение следующих задач нанооптики и нанофотоники: взаимодействие радиочастотного излучения с системой близкорасположенных атомов с ненулевыми магнитными моментами; исследование электродинамического отклика различных наноагрегатов в волновой и ближней зоне с учетом коллективных эффектов; пространственное и энергетическое распределение электронов по состояниям в металлических кластерах и влияние их финитного движения на оптические свойства последних; влияние наноструктурного слоя на светоотражающие и светопреломляющие характеристики подстилающей среды. В соответствии с этим:

1. Показано наличие в системе взаимодействующих атомов, обладающих ненулевыми магнитными моментами, магнитных резонансов, имеющих сильно смещенную, по отношению к частоте в спектре изолированного атома, резонансную частоту.

2. Построена теория оптического отклика диэлектрических и металлических наноструктурных систем из любого количества сферических частиц с произвольной пространственной организацией, являющаяся более точной, нежели широко используемые электростатическое приближение и приближение парного взаимодействия и не привлекающая максвелловских граничных условий, что значительно упрощает ее использование.

3. Показана возможность точной перестройки частоты максимума светорассеяния коллоидной системы в широком диапазоне длин волн.

4. Доказано, что оптические свойства металлических кластеров определяются дискретным набором пространственно разделенных уровней энергии электронов проводимости, рассчитаны характеризующие их квантовые параметры.

5. Продемонстрирована возможность управления отражательной и про-пускательной способностями наноструктурной пленки и достижения обратного лучепреломления, соответствующего отрицательному показателю преломления, за счет варьирования параметров ее элементов (размер, материал, межчастичное расстояние и т.д.).

6. Впервые показана возможность широкополосного оптического просветления непрозрачной среды за счет нанесения метаструктурного слоя на ее границу. Получено и исследовано условие идеального просветления.

Практическая значимость исследования.

Предложенные в работе методы и модели могут быть использованы как для дальнейшего изучения оптических и квантовых свойств микро- и нано-объектов, так и в следующих практических приложениях:

1. В медицине и иммунологии для адекватной интерпретации оптического отклика биомаркеров и биосенсоров на коллоидном золоте.

2. Конструирование наноструктурных материалов с заранее заданными электродинамическими свойствами (метаматериалов).

3. Создание просветляющих либо отражающих покрытий нового поколения, цветных наноиндикаторов, а также систем микроскопии ближнего поля.

Положения, выносимые на защиту.

1. В системе из двух одинаковых либо различных атомов, находящихся в поле внешнего электромагнитного излучения образуются магнитные размерные резонансы, частоты которых сильно отличаются от частот магнитных ре-зонансов в спектре изолированных атомов.

2. Представленная теория оптических свойств наноагрегатов позволяет изучать наноструктурные системы из сферических частиц с пространственной организацией любой степени сложности и решать более широкий спектр задач, нежели методы, использующие максвелловские граничные условия.

3. В системе взаимодействующих металлических кластеров образуются оптические ближнепольные резонансы с возможностью гигантской перестройки резонансной частоты.

4. Оптические свойства изолированных металлических кластеров определяются дискретным набором пространственно разделенных уровней энергии электронов проводимости.

5. Предложенный метод расчета квантовомеханических характеристик финитного движения электронов проводимости в ограниченном объеме металлических нанокластеров позволяет адекватно интерпретировать экспериментальные данные и извлекать макроскопическую информацию об оптических свойствах данных объектов.

6. Варьирование параметров организации составленной из кластеров на-ноструктурной пленки позволяет в достаточно широких пределах изменять отражательную и пропускательную способности последней, а при нанесении ее на поверхность полубесконечной среды - соответствующие характеристики подложки.

Апробация и внедрение результатов. Основные теоретические положения и результаты настоящей диссертационной работы нашли отражение в 19 печатных работах ([22,23,30,31,53-58,7983,90,96,97,102]). Также некоторые аспекты проведенных исследований доложены автором на международных и всероссийских конференциях в 20052007 г. г.

Структура диссертации.

Диссертация включает в себя введение, четыре главы, заключение, список цитируемой литературы и три приложения, содержащие выводы некоторых важных формул, не вошедшие в основной текст. Каждая глава предваряется введением, в котором производится постановка задачи, обосновывается ее актуальность, а также дается краткий обзор литературы.

Заключение диссертации по теме «Оптика», Шалин, Александр Сергеевич

Заключение

Итак, в данной диссертационной работе проведены теоретические исследования по следующим направлениям: электродинамическая теория взаимодействия излучения с различными типами сред, оптика диэлектрических и металлических наноразмерных образований, квазиклассическая теория атомных кластеров, а также влияние наноструктурированных покрытий на оптические характеристики подстилающей среды и изыскание возможности получения метаматериалов с необычными свойствами.

В первой главе нами предложен микроскопический подход к описанию взаимодействия света с диэлектрическими магнитными и немагнитными средами, получены полевые и квантовомеханические уравнения, необходимые для дальнейшего адекватного решения поставленных задач. На основе данных соотношений исследованы магнитные резонансные свойства двухатомных систем в поле внешнего радиочастотного излучения. Впервые показано наличие в подобных структурах магнитных размерных резонансов, частота которых определяется взаимным расположением атомов, а также поляризацией падающей волны по отношению к оси, их соединяющей, и может, приблизительно, в два раза отличаться от частоты, соответствующей квантовому переходу в спектре изолированного атома.

Во второй главе разработана строгая теория оптических свойств наност-руктурных агрегатов, позволяющая исследовать соответствующие мультича-стичные образования любой степени сложности, на основе которой рассмотрены электродинамические процессы в системе диэлектрических, активированных примесными атомами наночастиц. Получены аналитические выражения для полей внутри и вне структурных элементов системы в ближней и волновой зонах, а также введен формализм эффективных поляризуемостей наночастиц и соответствующего им эффективного показателя преломления, позволяющего, несмотря на учет коллективных эффектов, оперировать внешним, а не действующим, полем. Изучено влияние пространственного распределения элементов структуры на ее оптические характеристики, исследована применимость приближения парного взаимодействия для изучения подобного рода структур, предложена принципиальная возможность сверхточной подстройки длины волны, соответствующей максимуму светорассеяния, что может быть применено для конструирования цветных наноиндика-торов, монохроматичных излучателей, а также в некоторых прецизионных экспериментах. Теория соотнесена с известными на данный момент подходами, показаны соответствующие достоинства и недостатки.

В результате дополнительного исследования, проведенного в третьей главе настоящей диссертационной работы и направленного на учет проводящих свойств среды, было изучено влияние финитного движения электронов проводимости в ограниченном объеме кластера на оптические характеристики металлических коллоидных частиц. С другой стороны, нами предложен подход, позволяющий ввести некое эффективное состояние, соответствующее ионным остовам, полностью определяющее их воздействие на светорассеи-вающие свойства рассматриваемых объектов, на основании которого с хорошей точностью объяснены экспериментальные зависимости показателя преломления, коэффициента поглощения и отражательной способности массивного серебра без применения зонной теории. Показана возможность гигантской перестройки частоты и достижения больших значений эффективного показателя преломления в системе взаимодействующих серебряных наночастиц за счет эффекта оптического ближнепольного резонанса.

Отдельное внимание в третьей главе уделено внутренней структуре распределения электронов проводимости в объеме наношара, а также изучению квантовой природы оптических свойств атомных металлических кластеров. Разработан подход, позволяющий рассчитывать значения квантовомеханиче-ских величин, характеризующих присутствующие в указанных нанообразо-ваниях дискретные энергетические состояния электронов, таких как: частота, соответствующая переходу на основной уровень, его дипольный момент и т.д. Показан ряд преимуществ использования данной теории для описания светорассеивающих характеристик кластеров, а также возможность ее использования для решения тех задач, где последние несостоятельны. Предлагаемый метод успешно применен как для объяснения имеющихся экспериментальных зависимостей, так и для получения новой информации об особенностях квантовой структуры металлических нанообъектов.

В главе четвертой нами рассмотрена граничная задача оптики о взаимодействии света с наноструктурными пленками, а также средой, на которую они нанесены. Исследованы отражательные и пропускательные способности подобных систем, а также поведение соответствующих показателя преломления и коэффициента поглощения, в результате чего обнаружен ряд эффектов, имеющих большое как фундаментальное, так и прикладное значение. Показана возможность абсолютной зеркализации либо просветления метаст-руктурной пленки за счет соответствующей ее организации, а также присутствие в спектре данной системы областей с отрицательным показателем преломления. При помощи разработанных в предыдущих главах методов изучено взаимодействие упорядоченного наноструктурного покрытия с полубесконечной оптической средой, обнаружены отклонения от френелевских законов отражения и преломления света на границе, позволяющие реализовать эффект идеального просветления поглощающей среды в широком диапазоне длин волн.

В качестве основных результатов проведенных исследований можно выделить следующее:

• Теоретически предсказано наличие в системе двух взаимодействующих атомов с ненулевыми магнитными моментами магнитных размерных резо-нансов.

• Построена теория оптических свойств наноагрегатов из сферических частиц любой степени сложности, показано, что указанный подход предпочтителен по сравнению с классически используемыми.

• Предложен подход к описанию оптических свойств взаимодействующих металлических кластеров, показано наличие в системе серебряных наночастиц ближнепольных резонансов с возможностью гигантской (-36%) перестройки частоты.

• Разработана квазиклассическая теория энергетических состояний электронов в металлических наночастицах, определены соответствующие им квантовомеханические характеристики, впервые показано наличие структуры пространственных зон в распределении электронов проводимости по объему кластера.

• Решена граничная задача оптики об отражении и преломлении света на границе метаструктурного нанопокрытия, показано, что в подобных структурах имеются соответствующие параметры, регулирование которых позволяет кардинально изменять свойства пленки.

• Впервые теоретически предсказана возможность идеального просветления поглощающих сред за счет нанесения на их поверхность определенным образом структурированного монослоя из наночастиц.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Шалин, Александр Сергеевич, 2007 год

1. Rayleigh. On the light from the sky, its polarization and colour 1.I Philos. Mag. 1871. V. 41. P. 107.

2. Mie G. Beitrage zur Optic triiber Medien speziell kolloidaler Metallosungen // Ann. Phys. 1908. V. 25. P. 377.

3. Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М.: Мир. 1986.-664 с.

4. Maxwell Garnett J. С. Colours in metal glasses and in metallic films // Philos. Trans. R. Soc. 1904. V. A203. P. 385.

5. Rechberger W., Hohenau A., Leitner A. et al. Optical properties of two interacting gold nanoparticles // Opt. Comm. 2003. V. 220. P. 137.

6. Gotschy W., Vonmetz K., Leitner A. et al. Thin films by regular patterns of metal nanoparticles: tailoring the optical properties by nanodesign // Appl. Phys. B. 1996. V. 63. P. 381.

7. Alekseeva A. V., Bogatyrev V. A., Dykman L. A. et al. Preparation and optical scattering characterization of gold nanorods and their application to a dot-immunogold assay // Appl. Opt. 2005. V. 44. No. 29. P. 6285.

8. Lazarides A. A., Lance Kelly K., Jensen T. R. et al. Optical properties of metal nanoparticles and nanoparticle aggregates important in biosensors // J. Mol. Struct. 2000. V. 529. P. 59.

9. Гадомский О. H., Харитонов Ю. Я. Квантовый компьютер на основе активированных диэлектрических наночастиц, селективно взаимодействующих с короткими оптическими импульсами // Квантовая электроника. 2004. Т. 34. С. 325.

10. Валиев К. А., Кокин А. А. Квантовые компьютеры: надежды и реальность. Ижевск: РХД. 2001. 350 с.

11. Блиох К. Ю., Блиох Ю. П. Что такое левые среды и чем они интересны? // УФН. 2004. Т. 174. № 4. С. 439.

12. Gabitov I. R., Indik R. A., Litchinitser N. М. et al. Double-resonant optical materials with embedded metal nanostructures // J. Opt. Soc. Am. B. 2006. V. 23. No. 3. P. 535.

13. Овчинников А. А., Дахновский Ю. И., Кревчик В. Д. и др. Принципы управляемой модуляции низкоразмерных структур. М.: УНЦДО. 2003. -509 с.

14. Mishchenko M. I., Travis L. D., Lacis A. A. Scattering, absorption and emission of light by small particles. Cambridge university press. 2002. 457 p.

15. Vandersypen L. M. K., Elzerman J. M., Schouten R. N. et al. Real-time detection of single-electron tunneling using a quantum point contact // Appl. Phys. Lett. 2004. V. 85. P. 4394.

16. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Квантовая механика. М.: Наука. 1989. -768 с.

17. Grigorenko A. N., Geim А. К., Gleeson Н. F. et al. Nanofabricated media with negative permeability at visible frequencies //Nature. 2006. V. 438. P. 335.

18. Аллен Л., Эберли Дж. Оптический резонанс и двухуровневые атомы. М.: Мир. 1978.-222 с.

19. Гадомский О. Н., Куницын А. С. Размерные резонансы в двухатомных наноструктурах и характеристики их голограмм // Ж. прикл. спектр. 2000. Т. 67. С. 777.

20. Абрагам А. Ядерный магнетизм. М.: ИЛ. 1963. 552 с.

21. Файн В. М., Ханин Я. И. Квантовая радиофизика. М.: Советское радио. 1965.-608 с.

22. Шалин А. С. Электродинамический отклик коллоидного ансамбля с учетом влияния удаленных наночастиц // Изв. ВУЗов. Физика. 2006. Т. 49. № 8. С.З.

23. Гадомский О. Н., Шалин А. С. Оптические ближнепольные резонансы в системе взаимодействующих металлических наночастиц // Физика металлов и металловедение. 2006. Т. 101. № 5. С. 462.

24. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука. 1973. 718 с.

25. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Электродинамика сплошных сред. М.: Наука. 1957.-532 с.

26. Гадомский О. Н. Проблема двух электронов и нелокальные уравнения электродинамики // УФН. 2000. Т. 170. № 11. С. 1145.

27. Перминов С. В., Раутиан С. Г., Сафонов В. П. Оптические свойства агрегатов наночастиц // Электронный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ». http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2003/195 .pdf.

28. Губин С. П., Юрков Г. Ю. // Доклады. III Междунар. конф. Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии. Ставрополь: СевКавГТУ. 2003. С. 212.

29. Варфоломеев А. Е., Волков А. В., Годовский Д. Ю. и др. Эффект гигантского отрицательного магнитосопротивления в композитной системе на основе нанокристаллов Fe304 в полимерной матрице // Письма в ЖЭТФ. 1998. Т. 67. № 1.С. 37.

30. Гадомский О. Н., Шалин А. С. Магнитные размерные резонансы в нано-структурных системах // Радиотехника и электроника. 2007. Т. 52. № 2. С. 219.

31. Шалин А. С. Размерные резонансы в магнитных системах // ВНКСФ-12: материалы конференции. Новосибирск. 2006. С. 483.

32. Гадомский О. Н., Глухов А. Г. Динамика взаимодействующих движущихся атомов в поле лазерного излучения и оптические размерные резонансы // ЖЭТФ. 2005. Т. 127. № 2. С. 259.

33. Paulus М., Schmid Н., Michel В. et al. Contrast mechanisms in high-resolution contact lithography: A comparative study // Microelectronic Engineering. 2001. V. 57-58. P. 109.

34. Rogers J. A., Paul К. E., Jackman R. J. et al. Generating 90 nanometer features using near-field contact-mode photolithography with an elastomeric phase mask//J. Vac. Sci. Technol. B. 1998. V. 16. No. 1. P. 59.

35. Гадомский О. H., Идиатуллов Т. Т. Оптические размерные резонансы в наноструктурах // ЖЭТФ. 2001. Т. 119. № 6. С. 1222.

36. Гадомский О. Н., Моисеев К. Ю. Оптический микроскоп ближнего поля на основе оптических размерных резонансов взаимодействующих атомов // Оптика и спектроскопия. 2002. Т. 93. № i.e. 163.

37. Гадомский О. Н., Абрамов Ю. В. Линейные нестационарные оптические размерные резонансы в атомных наноструктурах // Оптика и спектроскопия. 2002. Т. 93. № 1.С. 66.

38. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. М.: Наука. 1978. 792 с.

39. Khlebtsov N. G., Bogatyrev V. A. Structural Anisotropy of Fractal Aggregates and Its Exhibition in Electrooptical Effects // Colloid J. 2001. V. 63. No. 4. P. 481.

40. Смирнов Б. M., Вайделе X. Механизмы излучательных переходов в металлических кластерах//ЖЭТФ. 1999. Т. 116. № 6(12). С. 1903.

41. Mirkin С. A., Letsinger R. L., Mucic R. С. et al. A DNA-based method for rationally assembling nanoparticles into macroscopic materials //Nature. 1996. V. 382. P. 607.

42. Elghanian R., Storhoff J. J., Mucic R. C. et al. Selective Colorimetric Detection of Polynucleotides Based on the Distance-Dependent Optical Properties of Gold Nanoparticles // Science. 1997. V. 277. P. 1078.

43. Богатырев В. А., Дыкман JT. А., Хлебцов Б. Н. и др. Определение среднего размера и оценка полидисперсности наночастиц золота по спектрам поглощения и рассеяния света // Оптика и спектроскопия. 2004. Т. 96. № 1. С. 139.

44. Martin P. G. Mie scattering formulae for non-spherical particles // J. Mod. Opt. 1993. V. 40. P. 2467.

45. Keller O., Xiao M., Bozhevolnyi S. Configurational resonances in optical near-field microscopy: a rigorous point-dipole approach // Surf. Sci. 1993. V. 280. P. 217.

46. Xiao M., Keller O., Bozhevolnyi S. Numerical study of configurational resonances in near-field optical microscopy with a mesoscopic metallic probe // Appl. Phys. 1996. V. 62. P. 115.

47. Гадомский О. H., Кадочкин А. С. Граничные задачи в оптической ближ-непольной микроскопии и размерные резонансы // ЖЭТФ. 2003. Т. 124. № 3. С. 516.

48. Сухов С. В. Метод интегральных уравнений в оптической ближнеполь-ной микроскопии рассеяния // Оптика и спектроскопия. 2003. Т. 95. № 3. С. 498.

49. Hillenbrand R., Taubner Т., Kailmann F. Phonon-enhanced light-matter interaction at the nanometre scale //Nature. 2002. V. 418. P. 159.

50. Haarmans M. Т., Bedeaux D. The polarizability and the optical properties of lattices and random distributions of small metal spheres on a substrate // Thin Solid Films. 1993. V. 224. P. 117.

51. Borodin K. S., Kroshilin A. E., Tolmachev V. V. Quasiclassical asymptotic behavior for Wigner's 3j-symbols // TMF. 1978. V. 34. No. 1. P. 110.

52. Curry A., Nusz G., Chilkoti A. et al. Substrate effect on refractive index dependence of plasmon resonance for individual silver nanoparticles observed using darkfield microspectroscopy // Opt. Expr. 2005. V. 13. No. 7. P. 2668.

53. Шалин А. С. Учет влияния дальних «соседей» на оптические свойства наночастицы в ансамбле // Ученые записки УлГУ. Серия физическая. 2006. №1(18). С. 79.

54. Шалин А. С. Эффективный показатель преломления метаструктурных систем // Ученые записки УлГУ. Серия физическая. 2006. № 1(18). С. 127.

55. Шалин А. С. Эффективное взаимодействие и показатель преломления наноструктур из золотых наночастиц // ВНКСФ-12: материалы конференции. Новосибирск. 2006. С. 484.

56. Шалин А. С. Рассеяние света наноразмерными системами с различной пространственной организацией // Ж. прикл. спектр. 2006. Т. 73. № 5. С. 641.

57. Шалин А. С. Оптические свойства мультисферных кластеров // Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросхемы: материалы конференции. Ульяновск. 2006. С. 163.

58. Шалин А. С. Светоизлучающие свойства наноразмерных систем в приложении к созданию цветных индикаторов // Нанотехнологии 2005: материалы конференции. Ульяновск. 2005. С. 45.

59. Girard С., Sparjer М. Model for reflection near field optical microscopy // Appl. Opt. 1990. V. 29. P. 3726.

60. Стреттон Дж. А. Теория электромагнетизма. M.: Гостехиздат. 1948. -539 с.

61. Mohanty S. К., Andrews J. Т., Gupta Р. К. Optical binding between dielectric particles // Opt. Expr. 2004. V. 12. No. 12. P. 2749.

62. Su К,- H., Wei Q.- H., Zhang X. Interparticle Coupling Effects on Plasmon Resonances of Nanogold Particles //Nano Lett. 2003. V. 90. No. 3. P. 1087.

63. Sansonetti J. E., Martin W. C. Handbook of basic atomic spectroscopic data. http://physics.nist.gov/PhysRefData/Handbook.

64. Сухов С. В. Метод интегральных уравнений в оптической ближнеполь-ной микроскопии рассеяния // Оптика и спектроскопия. 2003. Т. 95. № 3. С. 498.

65. Shalaev V. М. Electromagnetic properties of small-particle composites // Phys. Rep. 1996. V. 61. P. 272.

66. Гадомский О. H., Кадочкин А. С. Метод оптической ближнепольной микроскопии инородных атомов на поверхности непоглощающих диэлектриков при брюстеровском отражении света // Оптика и спектроскопия. 2004. Т. 96. № 4. С. 646.

67. Ilchenko V. S., Gorodetsky М. L., Yao X. S. et al. Microtorus: a high-finesse microcavity with whispering-gallery Modes // Optics Letters. 2001. V. 26. No. 5. P. 256.

68. Gorodetsky M. L., Ilchenko V. S., Savchenkov A. A. Ultimate Q of optical microsphere resonators // Optics Letters. 1996. V. 21. P. 453.

69. Teperik Т. V., Popov V. V., Garcia de Abajo F.J. Total resonant absorption of light by plasmons on the nanoporous surface of a metal // ФТТ. 2005. T. 47. № 1. C.173.

70. Riikonen S., Romero I., Garcia de Abajo F. J. Plasmon tunability in metallo-dielectric metamaterials//Phys. Rev. B; 2005. V. 71. P. 235104.

71. Khlebtsov В., Melnikov A., Zharov V. et al. Absorption and scattering of light by a dimer of metal nanospheres: comparison of dipole and multipole approaches//Nanotechnology. 2006. V. 17. P. 1437.

72. Johnson P. В., Christy R. W. Optical constants of noble metals // Phys. Rev. 1972. V. 6. No. 12. P. 4730.

73. Arfken G. В., Weber H. J. Mathematical Methods for Physicists. New York: Academic Press. 1995.

74. Taflove A., Hagness S. C. Computational Electrodynamics: The Finite-difference Time-Domain Method. Boston: Artech House. 2000.

75. Prather D. W., Shi S. Formulation and application of the finite-difference time-domain method for the analysis of axially symmetric diffractive optical elements//J. Opt. Soc. Am. A. 1999. V. 16. P. 1131.

76. Runge E., Gross E. K. U. Density-Functional Theory for Time-Dependent Systems //Phys. Rev. Lett. 1984. V. 52. P. 997.

77. Elzerman J. M., Hanson R., Greidanus J. S. et al. Few-Electron Quantum Dot Circuit with Integrated Charge Read-Out // Physical E. 2004. V. 25. P. 135.

78. Крайнов В. П., Смирнов М. Б. Эволюция больших кластеров под действием ультракороткого сверхмощного лазерного импульса // УФН. 2000. Т. 170. № 9. С. 969.

79. Гадомский О. Н., Шалин А. С. Электронные состояния в металлических кластерах // ЖЭТФ. 2007. Т. 131. № 1. С. 5.

80. Шалин А. С. Квантовая природа оптических свойств металлических на-нокластеров // Когерентная оптика и оптическая спектроскопия: сборник статей, Казань КГУ. 2006. С. 221.

81. Шалин А. С. Энергетические состояния электронов в металлических кластерах // Ломоносов-2006: материалы конференции. Москва. 2006. С. 68.

82. Шалин А. С. Полуклассический подход к описанию электронного газа в кластере И Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросхемы: материалы конференции. Ульяновск. 2006. С. 120.

83. Шалин А. С. Полу феноменологический подход к описанию золотых на-нокластеров // Ученые записки УлГУ. Серия физическая. 2006. № 1(18). С. 74.

84. Гадомский О. Н., Воронов Ю. Ю. Отражение и преломление света на поверхности металла // Оптика и спектроскопия. 1999. Т. 87. № 6. С. 1017.

85. Быстрое А. М., Гильденбург В. Б. Дипольные резонансы ионизированного кластера // ЖЭТФ. 2005. Т. 127. С. 478.

86. Domps A., Reinhard P. G., Suraud Е. Geometrical and quantal fragmentation of optical response in NaJJ"// Eur. Phys. J. D. 1998. V. 2. P. 191.

87. Shalaev V. M., Wenshan Cai, Uday K. Chettiar et al. Negative index of refraction in optical metamaterials // Opt. Lett. 2005. V. 31. No. 20. P. 3022.

88. Smith D. R., Pendry J. B. Homogenization of metamaterials by field averaging//! Opt. Soc. Amer. B. 2006. V. 23. P. 391.

89. Agranovich V. M., Shen Y. R., Baughman R. H. et al. Linear and nonlinear wave propagation in negative refraction metamaterials // Phys. Rev. B. 2004. V. 69. P. 165112.

90. Гадомский О. H., Шалин А. С. Эффект оптического просветления на-нокристаллического монослоя и границы раздела двух сред // ЖЭТФ. 2007. Т. 132. № 10. С. 870.

91. Zhang S., Fan W., Panoiu N. С. et al. Experimental Demonstration of Near-Infrared Negative-Index Metamaterials //Phys. Rev. Lett. 2005. V. 95. P. 137404.

92. Alu A., Engheta N. Achieving transparency with plasmonic and metamaterial coatings //Phys. Rev. E. 2005. V. 72. P. 016623.

93. Fante R. L., McCormac M. T. Reflection properties of the Salisbury screen // IEEE Trans. Antennas Propag. 1968. V. 30. P. 1443.

94. Ward J. Towards invisible glass // Vacuum. 1972. V. 22. P. 369.

95. Garcia de Abajo F. J., Gomez-Santos G., Blanco L. A. et al. Tunneling Mechanism of Light Transmission through Metallic Films // Phys. Rev. Lett. 2005. V. 95. P. 067403.

96. Шалин А. С. Необычные оптические свойства наноструктурных пленок // Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы: материалы конференции. Ульяновск. 2007. С. 209.

97. Шалин А. С. Просветление непрозрачных сред за счет метаструктурных нано-покрытий // Конференция студентов, аспирантов и молодых ученых по физике: материалы конференции. Владивосток. 2006. С. 94.

98. Гадомский О. Н., Кадочкин А. С. Метаструктурные системы из активированных наношаров и оптические ближнепольные резонансы // Опт. спектр. 2005. Т. 98. С. 300.

99. Веселаго В. Г. Электродинамика веществ с одновременно отрицательными £ и LIIУФН. 1967. Т. 92. С. 517.

100. Eleftheriades G. V., Balmain К. G. Negative-Refraction Metamaterials: Fundamental Principles and Applications. Wiley. 2005.

101. Popov A. K., Slabko V. V., Shalaev V. M. Second harmonic generation in left-handed metamaterials // Laser Phys. Lett. 2006. V. 3. P. 293.

102. Гадомский О. H., Харитонов Ю. Я., Шалин А. С. Конструирование метаструктурных слоев из упорядоченных наночастиц и «стелс»-технологии в видимом оптическом диапазоне // Нанотехнологии 2005: материалы конференции. Ульяновск. 2005. С. 101.

103. Rayleigh // Phil. Mag. 1892. V. 16. P. 1.

104. Кизель В. А. //ЖЭТФ. 1954. Т. 26. С. 228.

105. Drude Р. // Wied. Ann. 1891. V. 43. P. 126.

106. Сивухин Д. В. // ЖЭТФ. 1956. Т. 30. С. 376.

107. РозенбергГ. В. Оптика тонкослойных покрытий. М.: Физматгиз. 1958.

108. Гадомский О. Н., Кадочкин А. С. Экспериментальное обнаружение эффекта ближнего поля при брюстеровском отражении света от плоской поверхности полубесконечных диэлектриков // Опт. спектр. 2001. Т. 91. № 1. С. 798.

109. Гадомский О. Н., Кадочкин А. С. Микроскопическая теория квазикристаллического переходного слоя на поверхности полубесконечных жидких диэлектриков при брюстеровском отражении света и эффект ближнего поля // Опт. спектр. 2003. Т. 94. № 3. С. 489.

110. Tamaru Н., Kuwata Н., Miyazaki Н. Т. et al. Resonant light scattering from individual Ag nanoparticles and particle pairs // Appl. Phys. Lett. 2002. V. 80. P. 1826.

111. S. S. Jha в сб. Гигантское комбинационное рассеяние под ред. Р. Чента, Т. Фуртака, М.: Мир. 1984.

112. Воробьев JI. Е., Ивченко Е. Л., Фирсов Д. И. и др. Оптические свойства наноструктур. Центр «Интеграция». 2001. 182 с.

113. Lozovski V. Z., Bozhevolnyi S. I. Self-consistent description of electrody-namic interaction between two spheres: implications for near-field resonant interactions // J. Phys.: Cond. Matter. 2002. V. 14. P. 13597.

114. Poppe G. P. M., Wijers С. M. J., Silfhout A. Ir spectroscopy of CO phy-sisorbed on NaCl(lOO): Microscopic treatment // Phys. Rev. B. 1991. V. 44. P. 7917.

115. Wijers С. M. J., Poppe G. P. M. Microscopic treatment of the angular dependence of surface induced optical anisotropy // Phys. Rev. B. 1992. V. 46. P. 7605.

116. Krutitsky К. V., Sukhov S. V. Near-field effect in classical optics of ultra-thin films // J. Phys. B. 1997. V. 30. P. 5341.

117. Sukhov S. V., Krutitsky К. V. Discrete structure of ultrathin dielectric films and their surface optical properties // Phys. Rev. B. 2002. V. 65. P. 115407.