Нелинейно-оптические свойства нанокомпозитов CdSe, CuS, Ag, Au тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.21, кандидат физико-математических наук Красовский, Виталий Иванович

• Красовский, Виталий Иванович
• кандидат физико-математических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Красовский, Виталий Иванович

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Описание нелинейно-оптических свойств нанокомпозитов с помощью формализма нелинейной восприимчивости 3-го порядка х(3)-.

1.2. Влияние размерного квантования на оптические и нелинейно-оптические свойства полупроводниковых нанокомпозитов.

1.2.1. Линейные оптические свойства.

1.2.2. Классификация режимов квантового ограничения.

1.2.3. Заполнение зоны.

1.2.4. Нелинейно-оптические свойства при различных уровнях возбуждения.

1.2.5. Модель для описания нелинейно-оптических свойств полупроводниковых нанокомпозитов при различных режимах квантового ограничения.

1.2.6. Эффект локального поля.

1.2.7. Влияние поверхностных эффектов.

1.2.8. Фотопотемнение.

1.3. Основные свойства металлических наночастиц.

1.3.1. Спектры поглощения металлических наночастиц.

1.3.2. Нелинейно-оптические свойства металлических наночастиц.

1.3.3. Модель для металлических наночастиц с оболочкой.

1.3.4. Влияние агрегации на свойства металлических наночастиц.

Глава 2. Методики измерений.

2.1. Описание экспериментальной установки.

2.2. Методика вырожденного четырехволнового смешения.

2.3. Методика нелинейной эллипсометрии.

2.4. Методика Z-сканирования.

2.5. Калибровочные измерения.

Глава 3. Нелинейно-оптические свойства полупроводниковых нанокомпозитов.

3.1. Наночастицы CdSe в матрице фосфатного стекла.

3.1.1 .Экспериментальные образцы.

3.1.2. Спектры оптического поглощения.

3.1.3. Результаты измерений по методике вырожденного четырехволнового смешения.

3.1.4. Результаты измерений по методике нелинейной эллипсометрии.

3.1.5. Интерпретация результатов.

3.2. Нанокристаллы CuxS в матрице силикатного стекла.

3.2.1.Экспериментальные образцы.

3.2.2. Спектры оптического поглощения.

3.2.3. Нелинейно-оптические свойства.

Глава 4. Нелинейно-оптические свойства металлических нанокомпозитов.

4.1. Наночастицы золота в матрице пористого стекла.

4.1.1. Экспериментальные образцы.

4.1.2. Спектр оптического поглощения.

4.1.3 .Нелинейно-оптические свойства.

4.2. Коллоиды наночастиц серебра, полученные методом лазерной абляции в жидкости.

4.2.1. Экспериментальные образцы.

4.2.2. Спектры оптического поглощения.

4.2.3. Нелинейно-оптические свойства.

4.4. Сравнение нелинейно-оптических свойств исследованных образцов

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Нелинейно-оптические свойства нанокомпозитов CdSe, CuS, Ag, Au»

В современной физике твердого тела широкое внимание уделяется исследованиям объектов пониженной размерности. В последние годы в научной периодике по проблемам физики твердого тела исследованию низкоразмерных структур посвящено примерно 2/3 публикаций.

Понижение «размерности» означает, что в одном, двух или трех направлениях неопределенность координаты носителей заряда снижается. Это приводит к квантованию соответствующей компоненты импульса и собственных значений энергии. Соответственно, говорят о квазидвумерных, квазиодномерных и квазинульмерных объектах. Последовательный переход к объектам с более низкой размерностью (большей степенью ограничения движения носителей заряда или экситонов) приводит к сужению резонансов в плотности их энергетических состояний. В применении, к полупроводниковым лазерам, например, это дает снижение пороговых плотностей токов на порядки, улучшение стабильности и долговечности. Другим применением наноструктур является нелинейная оптика. Нанокомпо-зиты, к которым можно отнести полупроводниковые и металлические частицы нанометровых размеров в различных диэлектрических матрицах, в качестве которых используются стекла, полимеры, кристаллы, а также коллоидные растворы, проявляют повышенные нелинейно-оптические свойства и в связи с этим считаются перспективными для применений в оптических компьютерах [1, 2], оптических ограничителях [3, 4], оптических переключателях [5] и модуляторах [6].

В металлических нанокомпозитах квантовые эффекты менее выражены, однако они обладают поверхностным электродинамическим «плаз-монным» резонансом, который также значительно увеличивает нелинейный отклик при оптическом возбуждении.

В полупроводниках и полупроводниковых низкоразмерных структурах возникают сильные нелинейности за счет возбуждения светом электронов, дырок, экситонов и других квазичастиц. При этом оптические свойства среды зависят от плотности возбужденных частиц, то есть, от мощности светового потока. Время релаксации нелинейности определяется временем жизни возбужденных квазичастиц, а нелинейности называются динамическими. Как и для классических нелинейностей, величину динамической нелинейности можно охарактеризовать с помощью нелинейной

З-) диэлектрическом восприимчивости х > однако для динамических нелинейностей она является неким эффективным параметром. Из-за резонансного усиления динамические нелинейности особенно велики в области края поглощения низкоразмерной полупроводниковой структуры.

Впервые детальное исследование спектров поглощения и их особенностей было проделано в работах [7, 8]. Сдвиг края поглощения и появление в нем дополнительных пиков объяснили размерным квантованием носителей заряда. Первые измерения нелинейно-оптических свойств в промышленных светофильтрах были выполнены в работе [9] по методике вырожденного 4-волнового смешения и обнаруженное наведенное просветление интерпретировалось как нелинейность в электронно-дырочной плазме.

В наноразмерных полупроводниках с узкой запрещенной зоной при высоких уровнях резонансного межзонного возбуждения наблюдается нелинейное уменьшение показателя поглощения и изменение коэффициента преломления. Это связано с заполнением состояний дна зоны проводимости возбужденными электронами и конечным временем жизни этих состояний.

Еще один механизм формировании нелинейностей в области края поглощения в полупроводниковых нанокомпозитах связан с экситонами. Трехмерное пространственное ограничение экситона приводит к увеличению силы осциллятора, что приводит к проявлению экситонных пиков в спектре поглощения при комнатной температуре, а также значительному повышению нелинейностей. Трехмерное ограничение экситонов также приводит к потере трансляционной симметрии; как следствие, непрерывная объемная зонная структура полупроводника распадается на серию дискретных переходов. Ширина этих переходов намного больше, чем в молекулах и определяется фононным уширением и распределением наночастиц по размерам.

При оптическом возбуждении в области экситонного резонанса в на-нокомпозите происходит просветление, связанное с насыщением экситонного перехода. При повышении уровня возбуждения (больших концентрациях экситонов и свободных носителей) значительную роль начинает играть эффект экранирования, ослабляющего кулоновское взаимодействие между электроном и дыркой. Кроме того, при большой концентрации экситонов они начинают взаимодействовать, что приводит к их быстрому разрушению. Кроме того, возможно образование биэкситонов, что приводит, к появлению наведенного поглощения в области, соответствующей биэкситонному уровню энергии.

Нанокомпозиты, содержащие металлические наночастицы, также проявляют высокие оптические нелинейности и пикосекундные и субпико-секундные времена релаксации, и поэтому рассматриваются как перспективные для оптической обработки информации и других применений в оп-тоэлектронике [10, 11]. Оптические свойства металлических нанокомпози-тов объясняются наличием поверхностного плазмонного резонанса. Высокие значения нелинейной восприимчивости объясняются влиянием увеличенных локальных полей на межзонные и внутризонные переходы. Величины нелинейной оптической восприимчивости х(3) определяются как типом металла и диэлектрика, так и структурными параметрами наночастиц, т.е. их размерами, распределением по размерам, формой и фактором заполнения диэлектрика металлом. Явления, связанные с поверхностным плазменным резонансом в наночастицах, активно исследуется с точки зрения применения их в биосенсорах [12]. Эффективность этого применения обусловлена высокой чувствительностью частоты плазменного резонанса к изменению показателя преломления в области границы раздела наночастицы и диэлектрической матрицы. Кроме того, их исследования представляют самостоятельный интерес для изучения процессов взаимодействия фононной и электронной подсистем в условиях сильных полей и размерного ограничения.

Впервые оптические нелинейности металлических коллоидных частиц Au и Ag в водных растворах наблюдались в [13], при этом значения о л

X составляли 1.5x10" СГСЭ для наночастиц золота и 2.4x10" СГСЭ для наночастиц серебра. Эти величины примерно на два порядка выше, чем у объемных металлов. Несмотря на то, что за последнее десятилетие нелинейно-оптические свойства наночастиц меди [14, 15, 16], золота [16, 17] и серебра [16, 18] в различных матрицах и в жидкости активно исследовались, механизмы оптических нелинейностей до настоящего времени являются предметом дискуссий. В меди и золоте область плазмонного резонанса совпадает с областью межзонных переходов (они определяют цвет этих металлов), в серебре плазменный резонанс определяется свойствами свободных электронов, и с этой точки зрения, наночастицы серебра являются удобным объектом для исследования влияния свободных электронов на оптические и нелинейно-оптические свойства нанокомпозита. Значительные оптические нелинейности, наблюдаемые в металлических и коллоидах объясняются эффектом усиления поля вблизи металлических частиц.

Помимо высоких оптических нелинейностей, другим важным аспектом для рабочей среды нелинейно-оптических устройств является скорость релаксации индуцированных изменений оптических характеристик (показателей преломления и поглощения), которая определяет быстродействие таких устройств. Так как наночастицы имеют большое отношение поверхности к объему, их фотофизические свойства, включая фотолюминесценцию и динамику носителей, сильно зависят от интерфейсных состояний на границе наночастица-матрица. В общем случае, наличие поверхностных состояний уменьшает времена релаксации за счет поверхностной рекомбинации [19].

Управление параметрами наноструктур открывает возможности создания материалов с заданными свойствами. Оптические резонансы в нано-частицах зависят от свойств материала наночастицы, формы и размеров наночастицы, структуры интерфейса наночастицы, параметров матрицы, в которой они находятся. Задавая эти параметры, оптический резонанс можно разместить в требуемой видимой или инфракрасной области оптического спектра. В настоящее время созданы фотонные кристаллы [20], в которых продемонстрированы «сконструированные» оптические свойства в видимом [21] микроволновом и миллиметровом диапазонах длин волн.

Существуют промышленные методы изготовления «сверхрешеток», «квантовых ям» и «квантовых проводов» с индивидуальным контролем размеров и приборов на их основе (молекулярно-лучевая эпитаксия, субмикронная литография, послойная хемосорбция, химическая сборка), однако большой интерес представляют также наноструктуры, полученные методами самоорганизации.

Одним из наиболее распространенных способов получения полупроводниковых нанокомпозитов является фазовая переконденсация из перенасыщенного твердого раствора. Такая технология используется при производстве светофильтров желто-красного диапазона. В качестве матрицы используются стекла, полимеры, кристаллы. Также часто используется химические способы синтеза наночастиц в растворах.

Простейшим способом повышения нелинейно-оптических свойств нанокомпозитов является повышение концентрации наночастиц и обеспечение узкого распределения по размерам. В светофильтрах концентрации составляют значения 0.1-1% и дальнейшее увеличение содержания полупроводника невозможно из-за разделения стеклянной и полупроводниковой фаз при остывании расплава. В связи с этим актуальной задачей является поиск новых путей формирования наночастиц с контролируемым и узким распределением частиц по размеру, а также новых матриц.

Лазерная абляция является одним из новых перспективных способов получения наночастиц полупроводников и металлов и дает новые возможности управления характеристиками синтезируемых наночастиц посредством изменения режимов их формирования. При этом можно формировать коллоидные системы как аналогичные обычным, получаемым химическими методами (преципитацией из растворов), так и с изменением формы и состава. Поскольку условия формирования наночастиц сильно неравновесные, а в процессе абляции материал проходит через расплавленное состояние, это может стимулировать физико-химические процессы взаимодействия, как с жидкой средой, так и специально добавленными в нее компонентами, с образованием более сложных структур вместо обычных частиц сферической формы.

Поскольку ширина запрещенной зоны при уменьшении размеров наночастицы увеличивается, эффективное поглощение энергии, а следовательно, и процесс расплавления эффективно происходит для наночастиц не меньше определенных размеров. Это позволяет получить узкое распределение наночастиц по размерам. Наряду с особенностями оптических характеристик наночастиц, полученных методом лазерной абляции, представляют интерес как нелинейно-оптические свойства таких коллоидов, так и их сравнение со свойствами нанокомпозитов, полученных другими способами.

Для исследования нелинейно-оптических свойств нанокомпозитных материалов используются различные экспериментальные методики. Наиболее универсальной является методика спектроскопии с пробным лучом. Образец зондируется первый раз спектрально широким слабым пробным импульсом, при этом регистрируются спектры пропускания и отражения, а затем зондируется второй раз, в присутствии спектрально узкого мощного импульса [22]. Если импульс накачки и пробный импульс являются короткими и смещаются по времени один относительно другого, то можно измерять динамику возбужденных квазичастиц [23, 24]. Одной из модификаций двухлучевой методики является нелинейная эллипсометрия [25], которая позволяет измерить изменение показателей преломления и поглощения, а также ненулевые компоненты тензора нелинейной диэлектрической восприимчивости 3-го порядка.

Вырожденное четырехволновое смешение (ВЧВС) является широко распространенной методикой для исследования амплитуды и динамики нелинейных процессов [26]. Для исследования нелинейных параметров используется дифракция пробного пучка на решетке, образованной двумя мощными пучками накачки, пересекающимися в образце. Длины волн всех трех пучков могут быть как одинаковыми, для вырожденного случая, так и различными. Наиболее часто используются две геометрии возбуждения: Брэгговский режим, который характеризуется произвольной толщиной образца, малыми углами падения лучей и единственным дифрагированным пучком и режим Рамана-Ната, для которого требуются тонкие образцы и в котором присутствуют несколько порядков дифракции. ВЧВС описывается с помощью формализма решеток [27].

Существует также однолучевая методика Z-сканирования [28, 29], в которой регистрируются изменения амплитуды и фазы сфокусированного Гауссова пучка при движении образца вдоль оптической оси в области перетяжки. Эта методика позволяет с высокой точностью определить значения действительной и мнимой части нелинейной диэлектрической восприимчивости третьего порядка и их знаки.

Нелинейно-оптические свойства нанокомпозитов активно исследуются последние два десятилетия, и в них обнаружено множество эффектов, определяющих нелинейно-оптические свойства. В полупроводниковых на-нокомпозитах наблюдалось как наведенное поглощение, так и насыщение поглощения. Насыщение поглощения связывают с динамическим эффектом Бурштейна-Мосса [30], а индуцированное поглощение связывают с биэкситонными эффектами [31], смещением оптического перехода из-за пространственного разделения зарядов [32], длинноволновым сдвигом края поглощения, вызванного перенормировкой запрещенной зоны [33], и незаполненными поверхностными связями [34]. Изменения коэффициента преломления связано с изменением коэффициента поглощения (через соотношения Крамерса-Кронига), тепловыми эффектами, эффектом Штарка. Кроме того, нелинейный отклик зависит от концентрации наночастиц, параметров окружающей среды и состояния интерфейса наночастицы. Поскольку доля поверхности наночастицы может быть значительной, в определенных случаях поверхность должна рассматриваться как отдельная фаза или оболочка. Кроме того, влияние поверхности и границ раздела и энергетических состояний в них сложно или невозможно отделить от влияния объема в эксперименте. Сюда можно добавить еще распределение наночастиц по размерам, которое существует в любой системе, особенно в нано-композитах, полученных методами коллективного синтеза. Это распределение приводит к неоднородному уширению спектральных линий и уменьшает проявление размерных эффектов.

Опубликованные значения нелинейных параметров (нелинейной диэлектрической восприимчивости 3-го порядка, нелинейных коэффициентов поглощения и преломления, для полупроводниковых нанокомпозитов существенно различаются (до 5 порядков) [35]. Подобная ситуация складывается и для металлических наночастиц, например, в случае нелинейного поглощения коллоидов наночастиц серебра различные авторы сообщают как о наведенном поглощении, так и насыщении поглощения. Что касается зависимости нелинейно-оптических свойств от размеров, в экспериментах одни авторы наблюдали увеличение значений х(3) с увеличением размера наночастиц [36], другие авторы, наоборот, наблюдали увеличение х(3) с уменьшением размера наночастиц [37].

Интерпретация результатов измерений оптических нелинейностей усложнена наличием различных механизмов нелинейности, которые, в зависимости от свойств нанокомпозита, методик и условий эксперимента, дают различные вклады в общую нелинейность, поэтому большой интерес представляет использование методик измерения нелинейно-оптических свойств, позволяющих разделить вклады различных механизмов в изменения показателей поглощения и преломления. Можно сказать, что материал наночастицы и ее размеры характеризуют нелинейно-оптические свойства нанокомпозита недостаточно.

Еще один класс проблем связан с терминологией. При нанометровых размерах такие понятия зонной теории, как эффективная масса, запрещенная зона, длина свободного пробега, имеют ограниченное применение. В то же время, строгое рассмотрение в рамках квантовой механики, в наноча-стице, содержащей несколько тысяч атомов, также невозможно.

В настоящей работе исследованы нелинейно-оптические свойства наночастиц CdSe в матрице фосфатного стекла, наночастиц CdS и CuxS в матрице силикатного стекла, наночастиц золота (Аи) в матрице пористого стекла и водных коллоидов наночастиц серебра (Ag). Цели и задачи данной работы. Целями данной работы явились:

- определение нелинейностей нанокомпозитных материалов, содержащих полупроводниковые и металлические наночастицы;

- реализация методик измерений, позволяющих разделить вклады в нелинейность различных механизмов;

- сравнение нелинейных свойств нанокомпозитов на основе полупроводниковых и металлических наночастиц.

Для достижения этих целей были решены следующие задачи:

1. Создан измерительный стенд для исследования нелинейно-оптических свойств материалов с использованием методик вырожденного четырехволнового смешения, нелинейной эллипсомет-рии и z— сканирования.

2. Получены образцы нанокомпозита, состоящего из наночастиц CdSe в матрице фосфатного стекла с различным средним размером из одной заготовки. Измерены спектры оптического поглощения. По размерному сдвигу определены размеры наночастиц. Экспериментально измерены нелинейно-оптические параметры. Определены диагональные и недиагональные компоненты тензора нелинейной восприимчивости третьего порядка. Исследована динамика релаксации оптически возбужденных носителей

3. Получены образцы, содержащие нанокристаллы CuS в матрице пористого стекла методом химической конверсии из нанокомпо-зита, содержащего наночастицы CdS. Измерены спектры оптического поглощения. Измерены дифференциальные спектры поглощения. Определен нелинейный показатель поглощения.

4. Получен новый нанокомпозитный материал, состоящий из наночастиц золота в матрице пористого стекла методом химического осаждения. Измерены спектры оптического поглощения. Моделированием спектра поглощения определены средние размеры наночастиц и их концентрация. Определены действительная и мнимая часть нелинейной восприимчивости третьего порядка.

5. Исследована эволюция нелинейно-оптических свойств водных коллоидных растворов наночастиц серебра, полученных методом лазерной абляции. Обнаружена смена наведенного поглощения наведенным просветлением в процессе хранения водного коллоида.

Методы исследования

Для решения поставленных задач был применены современные методы исследования, в том числе, измерение спектров оптического поглощения, вырожденное четырехволновое смешение, нелинейная эллипсомет-рия, z-сканирование и измерение дифференциальных спектров поглощения. В качестве источников излучения применялись моноимпульсный лазер на основе YAG:Nd3+ с пассивной синхронизацией мод и удвоением частоты (длина волны второй гармоники Х=539 нм, длительность импульса т =20 пс, частота повторения импульсов 10 Гц), неодимовый лазер ЛТИ

404 (длина волны второй гармоники А,=532 нм, длительность импульса г= 25 не, частота повторения импульсов 1-50 Гц) и неодимовый лазер с пассивной модуляцией добротности и накачкой полупроводниковым лазером (длина волны второй гармоники Х=532 нм, длительность импульса т=350 пс, частота повторения импульсов 1-100 Гц) Новые научные результаты

В результате выполнения данной работы получены следующие новые научные результаты:

1. Впервые наблюдалось наведенное двулучепреломление и дихроизм в наночастицах CdSe в матрице фосфатного стекла. Определены диагональные и недиагональные элементы тензора нелинейной восприимчивости 3-го порядка Х(3). Показано, что 2/3 нелинейного отклика определяются поверхностными состояниями.

2. Впервые получены наночастицы CuS методом химической конверсии. Спектры поглощения полученных наночастиц объяснены наличием раз-личных фаз (дигенита, дюрлита и халькозита) CuxS, где х=1.8-^2.0. Показано, что нелинейно-оптические свойства определяются увеличением дипольного момента перехода и увеличением времени жизни возбужденного состояния.

3. Получен новый нанокомпозитный материал, состоящий из наночастиц золота в матрице пористого стекла. Показано, что его нелинейно-оптические свойства определяются фактором локального поля в условиях поверхностного плазмонного резонанса. Предложено использование такой конфигурации для построения датчиков в газовой или жидкой среде, основанных на поверхностном плазмоном резонансе.

4. Впервые обнаружена смена наведенного поглощения наведенным просветлением водных коллоидов наночастиц серебра в процессе хранения водного коллоида, которая объяснена седиментацией и агрегацией наночастиц и наличием в водных квазистационарных коллоидах неосаждаемых наночастиц серебра с диэлектрической оболочкой (наиболее вероятно, из оксида серебра). Практическая ценность исследования

Практическая ценность работы состоит в получении новых наноком-позитных материалов для фотоники и нелинейной оптики и установлении механизмов их оптических и нелинейно-оптических свойств. Результаты исследований могут быть использованы при создании новых нанокомпо-зитных материалов, устройств на их основе (насыщающиеся поглотитель для лазеров, оптические переключатели), при разработке сенсоров для газовых и жидких сред, при создании биологических маркеров для лазерной медицины. Изготовленный автором измерительный стенд использовался для проведения измерений и в других нанокомпозитных материалах, результаты которых не вошли в настоящую работу. Кроме того, работа быть полезной для студентов, изучающих наноматериалы и методы их исследования.

Личный вклад автора

В данной работе автором изготовлен автоматизированный измерительный стенд для исследования нелинейно-оптических свойств нанокомпозитных материалов с использованием методик z-сканирования, вырожденного 4-волнового смешения и нелинейной эллипсометрии, изготовлены экспериментальные образцы, проведены измерения, проделана их обработка.

Апробация работы

Результаты, представленные в данной работе, прошли апробацию в следующих докладах на научных конференциях:

1. Международная конференция Advanced Laser Technologies (ALT'93), 1993, г. Зеленоград, РФ.

2. 2-nd Annual Southeast Ultrafast and Spectroscopy Conference, Jan. 1416, 1999, Atlanta, Georgia, USA.

3. Научная сессия МИФИ - 2003, 27 - 31 янв., г. Москва, РФ, 2003.

4. Научная сессия МИФИ - 2004, 26 - 30 янв., г. Москва, РФ, 2004.

5. X Всероссийская школа-семинар "Волновые явления в неоднородных средах", 23-28 мая, 2005, г. Звенигород, РФ.

6. 13 International conference on Advanced Laser Technologies (ALT'05), TEDA, Sept. 3-6, 2005, Tjanjin, China.

7. 14 International conference on Advanced Laser Technologies (ALT'06), September 8- 12, 2006, Bra§ov, Romania.

Публикациии

Основные результаты диссертации опубликованы в 8 печатных работах:

1. V.A.Karavanskii, V.I.Krasovskii, Yu.N.Petrov, A.I.Zavalin, "Nonlinear Optical Characteristics of Commercial Filters studied by Z-scan Technique", Laser Physics, 3, 6, p. 1163-1166, 1993.

2. V.Klimov, H.Bolivar, H.Kurz, V.Karavanskii, V.Krasovskii, Yu.Korkichko, "Linear and nonlinear transmission of CuxS quantum dots", Applied Physical Letters, 67 (5), p.653-655, 1995.

3. Караванский B.A., Красовский В.И., Шумкина Ю.П., «Наведенное двулучепреломление и гиротропия в стекле, содержащем нанокри-сталлы CdSe», Сборник трудов научной сессии МИФИ-2003, т.4, с.48-49, 2003.

4. Караванский В.А., Красовский В.И., Шумкина Ю.П., Иванченко П.В., Шафеев Г.А., Симакин А.В., «Исследование оптических и нелинейно-оптических свойств коллоидных растворов серебра», Сборник трудов научной сессии МИФИ-2004, т.4, с.51-52, 2004.

5. Karavanskii V.A., Simakin A.V., Krasovskii V.I., Ivanchenko P.V., "Nonlinear optical properties of Ag nanoparticles prepared by laser ablation in liquids", Proceedings of SPIE, the International Society for Optical Engineering, vol. 5850, p.328-335, 2004.

6. В.А.Караванский, A.B.Симакин, В.И.Красовский, П.В.Иванченко, «Нелинейно-оптические свойства коллоидов наночастиц серебра, полученных методом лазерной абляции в жидкости!, Квантовая Электроника, т. 34, с.644-648, 2004.

7. V.A.Karavanskii, V.I.Krasovskii, "Linear and nonlinear optical properties of gold-doped porous glass", Proceedings of SPIE, the International Society for Optical Engineering., vol. 6344(2), p.63442M (6 стр.), 2006.

8. V. I. Krasovskii and V.A.Karavanskii, "Surface Plasmon Resonance of Metal Nanoparticles for Interface Characterization", Optical Memory and Neural Networks (Information Optics) Vol. 17, No. 1, p. 8-14, 2008.

Положения, выносимые на защиту

1. Нелинейности коэффициента поглощения объясняются двухфотон-ным поглощением в образцах 1 и 2, заполнением первого размерного уровня и второго размерного уровня в образцах 3 и 4 и наличием 2-х видов поверхностных состояний, а нелинейности коэффициента преломления в образцах 3 и 4 определяются квадратичным эффектом Штарка.

2. Спектры оптического поглощения нанокомпозита, содержащего наночастицы CuxS определяются размерным квантованием и наличием различных фаз (дигенита, дюрлита и халькозита с х=1.8ч-2.0). Повышенные оптические нелинейности обусловлены увеличением силы осциллятора экситонного перехода и увеличением времени жизни возбужденного состояния.

3. Нелинейно-оптические свойства нанокомпозита золота в пористом стекле определяются фактором локального поля в условиях поверхностного плазмонного резонанса.

4. Оптические свойства квазистационарных коллоидных растворов наночастиц серебра определяются наличием диэлектрической оболочки у наночастиц, предположительно из окисла серебра. Наличие окис-ной оболочки играет определяющую роль в смене наведенного поглощения наведенным просветлением.

Структура и объем диссертации

Работа состоит их введения, четырех глав, заключения, списка цитируемой литературы из 201 наименования и содержит 151 страницу текста, 39 рисунков, 8 таблиц и 90 формул. Краткое содержание диссертации

Во введении очерчены границы исследуемой проблемы, сформулированы цели и задачи работы, кратко изложено содержание диссертации.

Заключение диссертации по теме «Лазерная физика», Красовский, Виталий Иванович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Таким образом, в настоящей работе описаны результаты экспериментального исследования линейных и нелинейных оптических свойств полупроводниковых и металлических нанокомпозитных материалов.

1. Разработан и изготовлен измерительный стенд для исследования нелинейно-оптических свойств нанокомпозитов по методикам вырожденного четырехволнового смешения, нелинейной эллипсометрии и Z - сканирования.

2. Изготовлены образцы нанокомпозита, состоящие из наночастиц CdSe в матрице фосфатного стекла из одной исходной заготовки. Измерены линейные спектры поглощения образцов, содержащих нанокри-сталлы нанокристаллов различных размеров. Особенности спектров поглощения объяснены размерным квантованием носителей заряда. Из положения экситонных пиков в приближении сильного ограничения определены размеры наночастиц. Измерены времена релаксации нелинейности по методикам вырожденного четырехволнового смешения и нелинейной эллипсометрии. Впервые обнаружены наведенное двулучепреломление и дихроизм при оптическом возбуждении, что позволило определить недиагональные компоненты тензора нелинейной восприимчивости третьего порядка Анализ кривых релаксации позволил выделить в сигнале релаксации 3 временные компоненты: короткую экспоненциальную, длительность которой не превышала 20 пс, более длинную экспоненциальную, время релаксации которой в разных образцах составило от 36 до 490 пс, и длинную неэкспоненциальную, с временем релаксации порядка нескольких наносекунд. Нелинейности коэффициента поглощения были объяснены двухфотонным поглощением в образцах 1 и 2, заполнением первого размерного уровня и второго размерного уровня в образцах 3 и 4 и наличием 2-х видов поверхностных состояний, а нелинейности коэффициента преломления в образцах 3 и 4 объяснены квадратичным эффектом Штарка. Показано, что 2/3 нелинейного отклика определяются поверхностными состояниями.

3. Получен новый нанокомпозит, состоящий из нанокристаллов CuS в матрице силикатного стекла методом химической конверсии из наночастиц CdS. Исследованы его оптические спектры, характерные особенности которых объясняются наличием различных фаз CuxS дигенита, дюрлита и халькозита с х=1.8-^-2.0). Исследованы нелинейно-оптические свойства путем измерения дифференциальных спектров поглощения. Обнаружено, что в нанокомпозите CuxS значения нелинейности на 2-3 порядка выше, чем в исходном материале с наночастицами CdS (значение эффективной Im х(3) составило ~ 10"7 СГСЭ. Повышенные значения нелинейности объяснены увеличением времени жизни оптически возбужденных носителей и дипольного момента перехода.

4. Получен нанокомпозит, состоящий из наночастиц золота в матрице пористого стекла. Показано, что его спектры оптического поглощения удовлетворительно объясняются наличием поверхностного плазмонного резонанса. Моделированием спектров поглощения определены радиусы наночастиц и их концентрация. По методике z-сканирования исследованы нелинейно-оптические свойства. Показано, что знаки и значения Rex(3) и Imx(3) объясняются локальным усилением поля. Предложено использование наночастиц металлов в матрице пористого стекла для создания датчиков в газовой и жидкой среде, основанных на поверхностном плазмонном резонансе.

5. Получены коллоиды наночастиц серебра методом лазерной абляции в воде и спирте. Исследована эволюция их линейных и нелинейных оптических характеристик в процессе агрегации наночастиц. Показано, что при хранении коллоидного раствора наночастицы подвергаются седиментации, но в растворе присутствует устойчивая фаза, состоящая из наночастиц, которые не осаждаются. Показано, что это обусловлено существованием диэлектрической оболочки (наиболее вероятно, из оксида серебра) на поверхности наночастиц. Численным моделированием спектра поглощения определена ее толщина, размеры наночастиц и их концентрация. Впервые обнаружено, что в процессе эволюции наведенное поглощение сменяется наведенным просветлением и показано, что определяющим фактором является наличие диэлектрической оболочки. Выдвинута гипотеза об определяющей роли диэлектрической оболочки наведенном просветлении. Предложено использование анализа спектра поглощения металлических наночастиц в условиях поверхностного плазмонного резонанса для определения параметров интерфейса наночастиц.

6. Разработано программное обеспечение для определения параметров наночастиц металлов (среднего радиуса, концентрации, наличия оболочки, показателя преломления оболочки и ее толщины) из спектра оптического поглощения в области поверхностного плазмонного резонанса).

БЛАГОДАРНОСТИ

В заключение автор выражает благодарности:

- В.А. Караванскому - за постановку задач, руководство процессом их реализации и помощь в изготовлении образцов;

- А.И. Завалину - за руководство при освоении лазерных пикосекундных методик измерений;

- А.И. Екимову, Г.А. Шафееву и А.К. Симакину - за предоставленные образцы;

- В.И. Пустовому, В.В. Савранскому, А.Н. Орлову, В.Г. Бордо, С.Б. Коровину и В.Е. Оглуздину - за полезные обсуждения;

- моим друзьям А.А. Асекритову и О.С. Качаровскому — за то, что убедили меня в необходимости завершения данной работы и оказали неоценимую помощь;

-моим родителям, И.И.Красовскому и Е.Н.Красовской.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Красовский, Виталий Иванович, 2008 год

1. E.Abraham, C.Seaton, D.Smith, Scintific American, 248, 1983.

2. P.Chakraborty, Journ. of Material Sciences, 33, 2235-2249, 1998.

3. Y.P.Sun, J.E.Riggs, H.W.Rollins, R.Guduru, J.Phys.Chem.B, 103, 77, 1999.

4. J.Staromlynska, T.J.McKay, P.Wilson, J. Appl. Phys, 88, 1726, 2000.

5. H.Inoye, K.Tanaka, I.Tanahashi, T.Hattori, H.Nakatsuka, Jpn.J.Appl.Phys., 39, 5113, 2000.

6. K.Wundtke, S.Potting, J.Auxier, Appl.Phys.Lett., 76,10,2000.

7. Ал.Л.Эфрос, А.Л.Эфрос, Физика и техника полупроводников, 16, 772, 1982.

8. А.И.Екимов, А.А.Онущенко, Письма в ЖЭТФ, 40, 337, 1984.

9. R.K.Jain, R.C.Lind, J.Opt.Soc.Am., 73, 647, 1983.

10. C.Flytzanis, F.Hache, D.Rickard and Ph.Roussignol Optical nonlinearities in small particles and composite materials in "The physics and fabrication of microstructures and mi-crodevices", p.331-341, Ed. M.J.Kelly and C.Weisbuch, Springer, 1986.

11. N.N.Lepeshkin, W.Kim, V.P.Safonov, J.G.Zhu,R.L.Armstrong, C.W.White, R.A.Zuhr and V.M.Shalaev, Optical Nonlinearities of Metal-Dielectric Composites, Journ.of Nonlinear Optical Physics&Material, Vol.8, No.2, 191-210, 1989.

12. P.Englebienne, A.VanHoonacker, M.Verhas, Spectroscopy, 17, 255-273, 2003.

13. D.Ricard, P.Roussignol, C.Flitzanys, Opt. Lett, 10, 511, 1985.

14. D.G.Kurth, P.Lehmann, C.Lesser, Chem. Commun, 11, 949, 2000.

15. H Du, G Q Xu, W С Chin, L Huang, W Li, Chem. Mater. 14, 4473, 2002.

16. R.A.Ganeev, A.I.Ryasnyansky, R.I.Tugushev, T.Usmanov, J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 5, 409-417,2003

17. K. Uchida, S. Kaneko, S. Omi, C. Hata, H .Tanji, Y. Asahara and A. J. Ikushima, J. Opt. Soc. Am. В, II, 1236, 1994.

18. T. Tsuti, К Iryo, H Ohta and Y Nashimura, Japan. J. Appl.Phys. 38, L981, 2000.

19. B.C. Днепровский Соросовский образовательный журнал, 11, 103-109, 1999.

20. J.D. Joannopoulos, P.R.Willeneuve, S.Fan, Nature, 386, 143, 1997.

21. Н.А.Гиппиус, С.Г.Тиходеев, А.Крист, Й.Куль, Х.Гиссен, Плазмонно-волноводные поляритоны в металлодиэлектрических фотонно-кристаллических слоях, Физика твердого тела, 47, 1, 139-143, 2005.

22. Bohnert К et al, Z Phyz В, 42,1, 1981.

23. С.А.Ахманов, Н.И.Коротеев, «Методы нелинейной оптики в спектроскопии рассеяния света», М, Наука, 1981, с. 139.

24. Shmitt-Rink S, ChemlaD.S., Miller DA, Adv. Phys, 38, 89, 1989.

25. А.А.Поляков, В.Н.Трухин, И.ДЛрошецкий, Письма в ЖТФ, 8, 16, 1019-1021, 1982.

26. L. Yang, К. Becker, P.M. Smith, R.H. Magruder, R.F.Haglund, Jr., L. Yang, R. Dorsinville, R.R. Alfano, R.A. Zuhr: J. Opt. Soc. Am. В 11, 457, 1994.

27. P.M.Petersen. IEEE J.of Quant Electron, QE-22, 1482, 1986.

28. J.Wang, M.Sheik-Bahae, A.A.Said, D.J.Hagan, E.W.Wan-Stryland,J.Opt.Soc.Am,l 1, 6, 1009-1017, 1994.

29. M.Sheik-bahae, A.A.Said, and E.W.Van Stryland, Opt. Lett. 17,14, 955-957, 1989.

30. M.C.Nuss, W.Zinth, W.Kaizer, Appl. Phys. Lett., 49, 1717, 1986.

31. V. Klimov, S. Hunshe and H. Kurz, Phys. Rev. B, 50, 8110, 1994.

32. V. I. Klimov and D. W. McBranch, ibid. 55, 13173, 1997.

33. R. Baltramejunas, S. Pakalnis and G.Tamulaitis, J. Cryst. Growth, 117, 622, 1992.

34. X. Zhang and M. Izutsu, Jpn. J. Appl. Phys. 37, 6025, 1998.

35. V.A.Karavanskii, V.I.Krasovskii, Yu.N.Petrov, A.I.Zavalin, Laser Physics, 3, 6,11631166, 1993.

36. D.W. Hall, N.F. Borelli, J. Opt. Soc. Am. В 5, 1650, 1988.

37. P. Roussgnol, D. Ricard, C. Flytzanis, Appl. Phys. В 51, 437, 1990.

38. S.Smitt-Rink, D.A.B.Miller, D.S.Chemla, Phys Rew. B, 35, 15, 8133-8125, 1987.

39. R.Landauer, Electrical transport and Optical Properties in Inhomogenious Media, New York, 2, 1978.

40. J.J.Maki, M.S.Malcuit, J.E.Sipe, R.W.Boyd, Phys. Rew. Lett, 68, 972, 1991.

41. M.Kerker, The scattering of light and other Electromagnetic radiation, Academic Press, New York, 1969.

42. P.Englebienne, A.Hoonacker, M.Verhas, Surface Plasmon resonance: principles, methods and applications in biomedical sciences, Spectroscopy, 17, 255-273, 2003.

43. M.Lee, T.S.Kim,Y.S.Choi, J. of Non-Crystalline Solids, 211, 143-149, 1997.

44. V.Klimov, H.Bolivar, H.Kurz, V.Karavanskii, V.Krasovskii, Yu.Korkichko, "Linear and nonlinear transmission of CuxS quantum dots", Appl. Phys. Lett, 67, 5, 653-655, 1995.

45. V.A.Karavanskii, V.I.Krasovskii, "Linear and nonlinear optical properties of gold-doped . porous glass", Proc. SPIE, 2005.

46. Караванский В. А., Симакин А. В., Красовский В. И., Иванченко П. В., Квантовая электроника, 34 (7), с. 644-648, 2003.

47. R. W. Boyd: Nonlinear Optics, Academic Press, New York, 1992.

48. A. Hasegawa, F.D. Tappert, Appl. Phys. Lett. 23, 142, 1973.

49. C. Karagule, G.I. Stegemair, R. Zanoni, C.T. Seaton, Appl.Phys. Lett. 46, 621, 1985.

50. A. Yariv: Opt. Commun. 25, 23, 1978.

51. C. Klingshrin, Semicond. Sci.Technol., 5, 457-469, 1990.

52. L.Banyai,A.W.Koch: Semiconductor Quantum Dots, World Scientific, Singapoure, 1993.

53. U.Woggon: Optical properties of Semiconductor Quantum Dots, Springer Tracts in Modern Physic, Vol. 136, Springer-Wertag, Berlin, 1997.

54. S.V.Gaponenko: Optical Properties of Semiconductor Nanocrystals, Cambrige Univercity Press, Cambridge, 1998.

55. L.Jaszak, P.Hawrylyak, A Wojs: «Quantum Dots», Springer-Wertag, Berlin, 1998.

56. V.S.Gurin, J. Phys. Chem, 100, 869, 1996.

57. P.E.Lippens, M.Lanoo, Phys.Rew.B, 39,10935, 1989.

58. M.Lanoo, C.Delerue, G.Allan, Phys.Rew.Lett, 74, 3415, 1995.

59. А.С.Давыдов. Квантовая механика, M, Физматгиз, 1963.

60. А.С.Волошиновский, С.В.Мягкота, ФТТ, 2003.

61. Н.Р.Кулиш, В.П.Кунец, М.П.Лисица, Н.И.Малыш, Украинский физический журнал,37, 8, 1141, 1992.

62. Y.Kayanuma, SolidState Commun, 59, 405, 1986.

63. D.Vogel, P.Kruger,J.Pollmann, Surf. Sci, 774, 402-404, 1998.

64. S.-Y.Ren, S.-F.Ren, J.Phys.Chem.Solids, 59, 1331, 1998.

65. F.deRougemont, R.Frey, P.Roussignol, D.Ricard, C.Flytzanis, Appl. Phys. Lett, 50, 1619, 1987.

66. И.М. Лифшиц, В.В.Слезов, ЖЭТФ, 35, (2) 8, 479-492, 1958.

67. N.F.Borelli, B.G.Aitken, M.A.Newhouse, Journal of Non-Crystalline Solids, 185, 109122, 1995.

68. T.Takagahara, Phys.Rew.B, 36, 17, 9293-9296, 1987.

69. E.Hanamura, Phys. Rew. B, 37, 1273, 1988.

70. P.Roussignol, M.Kull, F.de Rougemont, R.Frey, C.Flytzanis, Appl.Phys.Lett, 5123,18821884,1987.

71. V.I.Klimov, A.A.Mikhailovsky, D.W.McBranch, C.A.Leatherdale, M.G.Bawendi, Science, 1011,2001.

72. T.Iton, T.Ikehara, Y.Ivabuchi, Journ.of Luminescence, 45, 33, 1990.

73. T.Takagahara, Phys.Rew.B, 47, 16639, 1993.

74. Y.Kayanuma, Phys.Rew.B, 38, 9797, 1988.

75. С.В. Клецкий, Н.Р. Кулиш, В.П. Кунец, М.П. Лисица,. В.М. Соколов, Украинский Физический журнал, 36, 1, 18, 1991.

76. S.Smitt-Rink, D.A.B.Miller, D.S.Chemla, Phys Rew. В, 35, 15, 8133-8125, 1987.

77. С. Flytzanis, F.Hache, D.Ricard, P.Roussignol, "Optical nonlinearuties in Small Particles and Composite Material, Ed. M.J.Kelly and C.Weisbuch, Springer, p.331-341, 1986.

78. D.A.Miller, C.T Seaton, M.E.Prise,S.D.Smith, Phys.Rew.Lett, 47,197, 1981.

79. E.Hanamura, Phys.Rew.B, 37, 3, 1273-1279, 1988.

80. C.Klingshrin, H.Haug, Phys. Rep, 70, 315, 1981.

81. B.Honerlage, R.Levy, J.B.Grun, C.Klingshrin, K.Bohnert, Phys. Rep, 124, 161, 1985.

82. S.Shmitt-Rink, D.S.Chemla, D.A.Miller, Appl. Phys B, 38, 89, 1989.

83. V.Combescot, R.Combescot, Phys.Rew.Lett, 61,1,117-120, 1988.

84. D.Hulin, M.Jofre, A.Migus, A.Antonetti, Nato workshop in Optical switching in Low-Dimensional system, MarbellaNATO ASI series B, 119, 1989.

85. A.I.Ekimov, Al.I.Efros, T.V.Shubina, A.P.Skvortsov, Journ.of Lumin, 46, 97-100, 1990.

86. L.Banyai, SW.Koch, Phys.Rew.Lett., 57, 2722, 1986.

87. E.Hanamura, Phys.Rew.B, 37, 3, 1273-1279, 1988.

88. S.Smitt-Rink, D.A.B.Miller, D.S.Chemla, Phys Rew. B, 35, 15, 8133-8125, 1987.

89. L.Banyai, Y.Z.Hu, M.Lindberg, S.W.Koch, Phys.Rew.B, 38,12, 8142-8153, 1988.

90. Н.Н.Берченко, В.Е.Кревс, В.Г.Средин. Полупроводниковые твердые растворы A!IBVI и их применение, М, Воениздат, 1982.

91. P.Sen, J.T.Andrews, Solid State comm., 120, 195-200, 2001.

92. G. Mie: Ann. Phys. (Leipzig) 25, 377, 1908.

93. N.Kalyaniwalla, J.W.Haus, R.Inguva, M.H.Birnboim, Phys. Rew. A., vol.42, 9, pp. 5613-5621, 1990.

94. D. Ricard, Ph. Roussignol, C. Flytzanis: Opt. Lett. 10, 511, 1985.

95. C.Flitzanis, F.Hache, M.C.Klein, D.Ricard, P.Roussignol, Progr.Opt. 29, 323, 1991.

96. B.Yu, C.Zhu, F.Gan, J. Appl. Phys, 82, 9, 4532-4537, 1997.

97. N.F. Borrelli, D.W. Hall, H.J. Holland, D.W. Smith, J. Appl. Phys. 61, 5399, 1987.

98. A.I. Ekimov, I.A. Kudryavtsev, M.G. Ivanov, Al.L. Efros, J. Lumin. 46, 83, 1990.

99. F. Hache, M.C. Klein, D. Ricard, C. Flytzanis, J. Opt. Soc. Am. В 8, 1802, 1991.

100. J. Warnock, D.D. Awschalom: Phys. Rev. В 32, 5529, 1985.

101. J.P. Zheng, L. Shi, F.S. Choa, P.L. Liu, H.S. Kwok, Appl. Phys. Lett. 53, 645, 1988.

102. N. Chestnoy, T.D. Harris, R. Hull, L.E. Brus, J. Phys. Chem. 90, 3393, 1986.

103. M. O'Neil, J. Marohn, G. McLendon: J. Phys. Chem. 94, 4356, 1990.

104. G. Scamarcio, M. Lugar a, D. Manno: Phys. Rev. В 45, 13792, 1992.

105. Y.R. Wang, C.B. Duke: Phys. Rev. В 37, 6417, 1988.

106. L. Brus: IEEE J. Quantum Electron. QE-22, 1909, 1986.

107. M.Haase, H.Weller, A.Henglein, J. Phys. Chem., 92, 2706, 1988

108. Y.Wang, A.Suna, J.McHugh, E.IIilinski, P.Lucas, R.D.Johnson, J. Chem. Phys, 89, 3435, 1988.

109. M.Kull, J.-L.Contaz, J.Opt.Soc.Am.B, 7, 8, 1463-1472, 1990.

110. P.Roussignol, M.Kull, F.de Rougemont, R.Frey, C.Flytzanis, Appl.Phys.Lett, 51 (23),1882-1884, 1987.

111. P.T.Landsberg, Recombination in semiconductors, Cambridge University Press, Cambridge, 1991.

112. P.Roussignol,D.Ricard, J.Lukasik, C.Flytzanis, J. Opt. Soc. Am. B, 4, 5, 1987.

113. K.I.Kang,A.D.Kepner, Y.Z.Hu, S.W.Koch, N.Pcyghambarian, C.Y.Li, T.Takada, Y.Kao, J.D.Mackenzie, Appl. Phys. Lett., 64, 1487, 1994.

114. B.Van Wonterghem,S.M.Saltiel, T.E.Dutton, P.M.Rentzepis, Appl.Phys., 66, 4935, 1989. 115. C. Jin, W. Quin, J. Chao, F. Zhou, K. Dou, J. Liu, S. Huang. J. of Luminescence, 53, pp. 283-486, 1992.

115. Т. Miyoshi and Т. Miki. Jpn. J. Appl. Phys, Vol. 31, 1461-1462, 1992.

116. M. Tomita, M. Matsuoka, J. Opt. Soc. Am. B, 7, 7, 1198, 1990

117. T. Yanagava, H. Nakano,Y. Sasaki. Appl. Phys. Lett., 59 (14), 1690-1692, 1991.

118. G.I.Stegeman, "Nonlinear optical properties of Advanced Materials", Proc.SPIE, 1852, 75, 1993.

119. S.M.Zakharov, Laser Physics, 2, 6, 1992.

120. F.M.Kueshi с сотр., Chem.Phys., 231, 87-94, 1998.

121. C.Flitzanis, F.Hache, M.C.Klein, D.Ricard, P.Roussignol, Progr.Opt. 29, 323, 1991.

122. Mandal S.K., Roy R.K., Pal A.K. J. Phys. D: Appl. Phys., 35, 2196, 2002.

123. H. Inouye, К. Tanaka, I. Tanahashi, K. Hirao, Phys. Rev. B57, 11334, 1998.

124. K. Chatterjee, S. Banerjee, and D. Chakravorty, Phys. Rew. В 66, 085421, 2002.

125. N. Del Fatti, F.ValleH e, Appl. Phys. B. 73, 383-391, 2001.

126. C.Flytzanis, F.Hache, D.Rickard and Ph.Roussignol Optical nonlinearities in small particles and composite materials in "The physics and fabrication of microstructures and mi-crodevices", p.331-341, Ed. M.J.Kelly and C.Weisbuch, Springer, 1986.

127. D.Ricard, P.Roussignol, C.Flitzanys, Opt. Lett, 10, 511, 1985.

128. L. Yang, D.H. Osborne, R.F. Haglund, R.H. Magruder, C.W. White, R.A. Zuhr, H. Hosono, Appl.Phys.A, 62, 403^15, 1996.

129. J.A.Armstrong, N.Bloembergen, J.Dukuing, P.Pershan, Phys.Rew.,127, 1918, 1962

130. Y.Hanamaka, N.Hayashi, A.Nakamura, S.Omi, Journ.of Lumin., 859-861, 2000.

131. M.Lee, T.S.Kim,Y.S.Choi, J. of Non-Crystalline Solids, 211, 143-149, 1997.

132. F. Hache, D. Ricard, C. Flytzanis, U.Kreibig, Appl.Phys.A, 47, 347, 1988.

133. L.Yang, K.Becker, F.M.Smith, R.H.Magruder III, R.F.Haglung, L.Yang, R.Dorshville, A.Zuhr, J. Opt. Soc. Am. В 11, 3, 1994.

134. U. Kreibig: Solid State Comm, 28, 767, 1978.

135. М.В.Ткач, В.А.Головацкий, О.М.Войцеховская, Журн. Физ. иссл., 3, 342-349, 2000.

136. H.S.Zhou, I.Honma, H.Komiyama, J.W.Haus, Phys. Rew. B, 50, 12052, 1994.

137. R.D.Averitt, D.Sarkar, N.J.Halas, Phys.Rew.Lett, 78, 4217, 1997.

138. P.Mulvaney, L.M.Liz-Marzan, M.Giersig, T.Ung, J.Mfster. Chem., 10, 1259-1270, 2000.

139. J. C. Maxwell-Garnet, Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A, 203, 385, 1904.

140. U. Kreibig, J. Phys. F: Met. Phys. 4, 999, 1974.

141. J. Chem. Phys., Vol. 101, No. 2, p. 1612, 1997.

142. R.A.Ganeev, A.I. Ryasnyansky, Sh.R.Kamalov, M.K.Kodirov, T.Usmanov, Appl. Phys., 34, 2001.

143. P.Mulvaney, Langmuir, 12, 788-800, 1996.

144. J.A.Creighton, D.G.Eadon, J.Chem.Soc. Faraday Trans., 87, 3881, 1991.

145. Р.Мартинкус, А.Бандзайтис, А.Пискарскас, А.Варнавичюс, УДК 621.378.325 Вильнюс, 1983.

146. E.J.Santo-Said, D.J.Hagan, J.Young, E.W.Van Stryland, IEEE J.of Quant.El., 27, 10, 2274-2280, 1991.

147. H.J.Eichler, IEEE J. of Quant. El., 22, 1194-542, 1986.

148. C.Dornfeld, J.M.Hvam, IEEE J. of Quant. El., 25, 904, 1989.

149. M.Canva, G.Le Saux, P.Georges,A.Brun, Optic Letters, 17, 3, 218, 1992.

150. А.А.Поляков, В.Н.Трухин, И.ДЛрошецкий, Письма в ЖТФ, 8, 16, 1019-1021, 1982.

151. M.Yin, H.P.Li, S.H.Tang, W.Ji, Appl.Phys. В, 70, 587-591, 2000.

152. M.Sheik-Bahae, A.A.Said, and E.W.Van Stryland, Opt. Lett. No.17,Vol.14, 955-957, 1989.

153. A.I.Ekimov, F.Hache, M.C.Schanne-Klein, D.Ricard, C.Flytzanis, I.A.Kudryavtsev, T.V.Yazeva, A.V.Rodina, ALL. Efros, J. Opt.Soc.Amer. B, 10, 100, 1993.

154. Н.Н.Берченко, В.Е.Кревс, В.Г.Средин, "Полупроводниковые твердые растворы AIIBIY и их применение", М, Воениздат, 1982.

155. И.Р.Шен. Принципы нелинейной оптики, М., Наука, 1989.

156. E.J.Santo-Said, D.J.Hagan, J.Young, E.W.Van Stryland, IEEE J.of Quant.El., 27,10,p.2274-2280, 1991.

157. S.H.Park, M.P.Casey, J.Falk, J.Appl.Phys, 73, 12, 8041-8045,1993.

158. N.Peyghambarian, B.Fluegel, D.Hulin, A.Migus, M.Joffre, A.Antonetti, S.W.Koch, M.Lindberg, IEEE J. of Quant.Electron, QE-25, 2516 , 1989

159. S.Tsuda, C.H.Brio Cruz, Opt. Lett, 16,20, 1596-1598, 1991.

160. J.Warnock, D.D. Awschalom: Phys. Rev. В 32, 5529, 1985.

161. F.Hache, M.C.Klein, D.Ricard, C.Flytzanis: J. Opt. Soc. Am. В 8,1802, 1991.

162. N.Chestnoy, T.D. Harris, R. Hull, L.E. Brus: J. Phys. Chem. 90, 3393, 1986.

163. M.O'Neil, J. Marohn, G. McLendon: J. Phys. Chem. 94, 4356, 1990.

164. M.C. Nuss, W. Zinth, W. Kaiser: Appl. Phys. Lett. 49, 1717, 1986.

165. A.Henglein, A.Kumar, E.Janata, H.Weller, Chem.Phys.Lett, 132,133, 1986.

166. W.Ji, S.H.Tang, A.K.Kukasvadia, J.Appl. Phys, 73 (12), 8455-8457, 1993.

167. C.Flitzanis, F.Hache, M.C.Klein, D.Ricard, P.Roussignol, Progr.Opt. 29, 323,1991.

168. K.S.Bindra, S.M.Oak, and K.C.Rustagi, Phys. Rev. В 59, 2968 2974 (1999).

169. M.Sheik-Bahae, D.C.Hutcling, D.J.Hagan, E.W.Van-Stryland, IEEE J.of Quant.El, 27, 6, 1296-1309, 1991.

170. M. Tomita, M. Matsuoka, J. Opt. Soc. Am. B, 7, 7, 1198, 1990.

171. V.S.Dneprovskii, V.A.Karavanskii, V.I.Klimov, Phys.Solid State, 35 (10), 1297-1301, 1993.

172. M.G.Galechan, A.I.Ekimov, V.A.Karavanskii, N.M.Lindin, V.A.Sychugov, A.V.Tishenko, Sov Phys-Lebedev Inst Rep. USA, 11, 39, 1989.

173. V.A.Fedorov, V.A.Ganshin, Yu.N.Korkishko, Phys.Status Solidi A, 139, 9, 1993.

174. P. S. McLeod, L. D. Partain, D. E. Sawyer, and Т. M. Peterson, Appl. Phys. Lett. 45, 472 1984.

175. M.Savelli and J.Bougnot, Solar Energy Conversion, edited by B.Separhin, Springer, Berlin, p. 237, 1979.

176. B.J.Mulder, Phys.Status Solidi A 13, 79, 1972.

177. E. Aperathitis, F. J. Bryant, and C. G. Scott, Sol. Energy Mater. 20, 15 1990.

178. S. B. Gadgil, R. Thangaraj, and O. P. Agnihotri, J. Phys. D 20, 112 1987.

179. B.J.Mulder, Phys.Status Solidi A 13, 79, 1972.

180. V. Klimov, S. Hunsche, andH. Kurz, Phys. Rev. В 50, 8110, 1994.

181. Yu. V. Vandyshev, V. S. Dneprovskii, and V. I. Klimov, Sov. Phys. JETP 74, 144, 1991.

182. C.C.Philips, Y.B.Li, R.A.Stadling, K.L.Vodopyanov, J.Phys.D:Appl.Phys, 24, 437-440, 1991.

183. A.M.Malyarevich, K.V.Yumashev, N.N.Posnov, V.P.Mikhailov, V.S.Gurin, V.B.Prokopenko,A.A.Alexeenko, I.M.Melnichenko,J.of Applied Physics, 87, 1, 212-216, 2002.

184. V.KJimov, H.Bolivar, H.Kurz, V.Karavanskii, V.Krasovskii, Yu.Korkichko, "Linear and nonlinear transmission of CuxS quantum dots", Appl. Phys. Lett, 67, 5, 653-655, 1995.

185. V. A. Karavanskii, V. I. Krasovskii, "Linear and nonlinear optical properties of gold-doped porous glass", Proceedings of SPIE v. 6344, 63442M1- 63442M8, 2006.

186. В.М.Золотарев, В.Н.Морозов, Е.В.Смирнова// Оптические постоянные природных и технических сред, Ленинград, Химия, 1984.

187. М. Moskovits, I. Smova-Sloufova, В. Vlckova// Journal of Chemical Physics., 116, 23, 10435.,2002

188. N. Pincon, B. Palpanta, D. Prot, E. Charron, and S. Debrus, Eur. Phys. J. D, Vol. 19, 395^402, 2002.

189. D.D. Smith, Y. Yoon, R.W. Boyd, J.K. Campbell, L.A. Baker, R.M. Crooks, M. George, J. Appl. Phys. Vol.86, 6200, 1999.

190. S. Debrus, J. Lafait, M. May, N. Pinecon, D. Prot, C. Sella, J. Venturini, J. Appl. Phys., Vol.88, 4469, 2000.

191. A.V. Simakin, V.V. Voronov, G.A. Shafeev, R. Brayner, F. Bozon-Verduraz, Chem. Phys. Letters, 348, 182, 2001.

192. Ф. Бозон-Вердюра, P. Брайнер, B.B. Воронов, H.A. Кириченко, A.B. Симакин, Г.А. Шафеев, Квантовая электроника, 33, 714, 2003.

193. Н.Н.Мухамбаров, Физическая и коллоидная химия: курс лекций, Москва, ГЕОТАР-МЕД, 2002.

194. K.P.Unnikirsman, V.P.N.Nampoori, V.Ramakrishnan, M.Umadevi, G.P.G.Vallabhan, J.Phys.D, Appl.Phys, 36, 1242, 2002.

195. H.Xu, M.Kall, Sensors and actuators B, 87,244, 2002.

196. U.K.Barik, S.Srinivasan, C.L.Nagendra, A.Subrahmaniam, Thin Solid Films, 429, 129, 2003.

197. P.А. Танеев, А.И. Ряснянский, Ш.Р.Камалов, М.К.Кодиров, ЖТФ, 72, 7, 95-99, 2002.

198. C.Flytzanis, NATO ASl,ser.E, 162,1, 1989.

199. R.A.Ganeev, A.I. Ryasnyansky, Sh.R.Kamalov, M.K.Kodirov, T.Usmanov, Appl. Phys., 34, p. 1602, 2001.

200. V.A. Karavanskii, A.V. Simakin, V.I. Krasovskii, P.V. Ivanchenko, Quantum Electronics 34, 7, 644-648, 2004.