Оптические и фотоэлектрические свойства самоорганизованных плазмонных наноструктур тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.05, кандидат наук Гладских, Игорь Аркадьевич

• Гладских, Игорь Аркадьевич
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Гладских, Игорь Аркадьевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 Оптические и электрические свойства гранулированных металлических пленок. Обзор экспериментальных исследований

1.1 Методы создания и исследования гранулированных металлических пленок

1.2 Оптические свойства металлических наночастиц

1.3 Электропроводность гранулированных металлических пленок

1.3.1 Режим «диэлектрической» проводимости

1.3.2 Перколяционная и металлическая проводимость

1.4 Современное состояние исследований электропроводности гранулированных металлических пленок

ГЛАВА 2 Методика получения гранулированных металлических пленок и их характеризация

2.1 Вакуумное напыление тонких пленок серебра

2.2 Изменение оптических свойств тонких металлических пленок в процессе роста

2.3 Изменение электрических свойств тонких металлических пленок в процессе роста

2.4 Влияние термического отжига на оптические и электрические свойства тонких металлических пленок

ГЛАВА 3 Эффект переключения сопротивления в тонких металлических пленках на пороге перколяции

3.1 Метод создания лабиринтных металлических пленок на пороге перколяции

3.2 Обратимые переключения сопротивления в серебряных лабиринтных пленках

3.3 Необратимые переключения сопротивления в лабиринтных серебряных пленках

3.4 Тонкие структуры в лабиринтных пленках серебра

ГЛАВА 4 Фотопроводимость гранулированных пленок серебра на поверхности сапфира

4.1 Экспериментальная установка

4.2 Темновая проводимость гранулированных пленок серебра на поверхности сапфировой подложки

4.3 Фотопроводимость гранулированных пленок серебра на сапфировой подложке

4.4 Механизм проводимости и фотопроводимости в гранулированных пленках серебра на поверхности сапфировой подложки

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оптические и фотоэлектрические свойства самоорганизованных плазмонных наноструктур»

ВВЕДЕНИЕ

В последнее время широкое распространение получили как фундаментальные, так и прикладные исследования низкоразмерных структур. Исследование таких объектов и создание на их основе устройств относится к одному из приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в России — индустрии наносистем. Важным отличием нанообъектов от макрообъектов является существенное влияние поверхности на их свойства. По мере того как размер частицы Я уменьшается, число поверхностных атомов относительно всех атомов в объеме увеличивается как Я"1.

Интерес к металлическим наночастицам в первую очередь вызван их уникальными оптическими свойствами, которые связаны с возбуждением локализованных поверхностных плазмонных резонансов, то есть коллективных колебаний электронов проводимости относительно ионного остова. Самоорганизованные плазмонные наноструктуры, состоящие из металлических наночастиц, остаются в центре внимания исследователей благодаря ряду обстоятельств. С одной стороны их получение относительно просто и доступно, а с другой стороны их оптические, электрические и фотоэлектрические свойства находят важные приложения в микро- и оптоэлектронике. Несмотря на значительные усилия, теория описываемого круга явлений еще далека от завершения. Поэтому особую актуальность приобретает экспериментальное исследование гранулированных металлических пленок, полученных путем самоорганизации при осаждении паров металла в вакууме на диэлектрические подложки.

В современных технологиях металлические наночастицы играют огромную роль, даже если ограничиться применениями, основанными только на их оптических свойствах. Благодаря таким эффектам как локализация поля вблизи поверхности наночастицы и многократное усиление этого поля по сравнению с полем падающей волны металлические наночастицы благородных металлов используются для усиления поглощения и рассеяния малого количества вещества.

Широко известным примером является гигантское комбинационное рассеяние [1—

3].

Электрические свойства тонких металлических пленок также находят широкое применение. Металлические пленки, состоящие из отдельных наночастиц, имеют высокий положительный температурный коэффициент электрического сопротивления, что позволяет использовать их в качестве температурных сенсоров или терморезисторов [4]. Благодаря сильному влиянию адсорбированных молекул на проводимость такие пленки могут быть использованы в качестве химических сенсоров [5-7]. Для структур на пороге перколяции, т.е. при переходе от пленок, состоящих из отдельных частиц, к пленкам, имеющие непрерывный металлический путь между электродами, температурный коэффициент сопротивления имеет нулевое значение [8], что может быть использовано в прецизионных делителях напряжения.

В связи с разработкой во многих научных центрах мира резистивной памяти нового поколения ReRAM (Resistive random-access memory) [11-21], актуальной становится проблема нелинейности электропроводности пленок, в частности, нелинейности, проявляющейся в виде больших и резких изменений сопротивления пленок. Устройства памяти, основанные на управляемом изменении проводимости материала, имеют несомненные преимущества перед устройствами, основанными на хранении заряда в диэлектрическом материале, по надежности и длительности хранения информации без потребления энергии. Такие явления были обнаружены для множества материалов, таких как оксиды металлов, органические соединения и композитные материалы, содержащие металлические наночастицы, и др.

Рассмотренные к настоящему времени механизмы проводимости гранулированных металлических пленок сильно отличаются друг от друга. Наблюдавшиеся эффекты увеличения проводимости гранулированных металлических пленок под действием излучения в отсутствии внешнего фотоэффекта трудно объяснить с позиции представления действия света на прямое туннелирование электронов между островками.

Актуальными остаются проблемы, связанные с процессами «старения» [9] метастабильных металлических наноструктур, из-за которых изменяется морфология пленки, и как следствие, ее оптические и электрические свойства. Причем эти изменения могут происходить за короткий промежуток времени после напыления [10].

Особенность проведенных в данной работе исследований состоит в том, что изучены электрические свойства гранулированных металлических пленок на пороге перколяции, обладающие свойством переключения сопротивления и гистерезиса проводимости под действием приложенного напряжения. Для создания таких структур предложен способ, основанный на самоорганизации металлических наночастиц при напылении и термической обработке. Исследовано действие света на проводимость металлических пленок. Таким образом, проведенные исследования соответствуют современному уровню и направлены на решения актуальных задач в области нанотехнологий.

Объекты исследования - гранулированные металлические пленки на поверхности прозрачных диэлектриков. Предметом исследования в данной работе являются оптические, электрические и фотоэлектрические свойства гранулированных металлических пленок с различной структурой на поверхности прозрачных диэлектриков.

Основные цели диссертационной работы:

1. Определение оптимальных режимов осаждения металла для создания пленок с желаемыми оптическими и электрическими свойствами.

2. Выяснение зависимости оптических, электрических и фотоэлектрических свойств гранулированных металлических пленок от их морфологии.

3. Определение механизмов проводимости гранулированных металлических пленок различной структуры на диэлектрических подложках.

Для достижения этих целей были решены следующие задачи:

1. Создана экспериментальная установка, позволяющая одновременно регистрировать проводимость и оптические свойства гранулированных пленок в процессе их напыления и отжига в глубоком вакууме.

2. Разработаны и реализованы методики получения самоорганизованных металлических пленок с различной структурой, в том числе и структур на пороге перколяции.

3. Исследованы оптические и электрические свойства гранулированных серебряных пленок в процессе напыления и отжига.

4. Исследованы электрические свойства гранулированных серебряных пленок на пороге перколяции.

5. Исследовано влияние оптического излучения видимого диапазона на проводимость гранулированных серебряных пленок.

Положения выносимые на защиту:

1. Величина оптической плотности в максимуме спектров экстинкции гранулированных пленок серебра линейно зависит от количества осажденного материала и в широких пределах не зависит от скорости напыления и температуры подложки.

2. Положение плазмонного резонанса и его ширина зависят от температуры подложки при напылении. При напылении на подложку при температуре более 200 °С образуются наночастицы правильной формы близкой к сферической. При напылении на холодную подложку образуются сложные фрактальные структуры, состоящие из сильно сплющенных наночастиц.

3. Сопротивление гранулированных металлических пленок экспоненциально зависит от количества осажденного материала, причем показатель экспоненты зависит как от скорости напыления, так и от температуры подложки.

4. После напыления оптические и электрические свойства гранулированных пленок серебра самопроизвольно изменяются во времени.

Сопротивление пленок, напыленных с большой скоростью, уменьшается, а пленок, напыленных с малой скоростью, увеличивается.

5. Проводимость гранулированных пленок серебра на пороге перколяции имеет неомический характер, обусловленный изменением структуры пленки под действием приложенного электрического напряжения. Эти изменения практически не влияют на общую морфологию пленок и не приводят к изменению их оптических свойств.

6. Фотопроводимость гранулированных металлических пленок усилена за счет плазмонного резонанса в металлических наночастицах. Порог фотопроводимости ниже порога внешнего фотоэффекта. Существенную роль в проводимости гранулированных металлических пленок, состоящих из отдельных наночастиц, играют ловушки в подложке.

Достоверность научных положений и выводов, представленных в диссертации, обеспечивается воспроизводимостью результатов, использованием современных проверенных методик, ясной физической трактовкой полученных результатов и согласованием с результатами работ других авторов. 1'

Научная новизна работы:

1. Показано, что при вакуумном напылении гранулированных серебряных пленок оптическая плотность в максимуме спектров экстинкции пропорционально количеству осажденного материала и не зависит от условий напыления. Положение плазмонного резонанса и его ширина сильно зависит от условий напыления. При напылении на подложку при температуре более 200 °С образуются наночастицы правильной формы близкой к сферической. При напылении на холодную подложку образуются сложные фрактальные структуры, состоящие из сильно сплющенных наночастиц. Показано, что после напыления морфология пленки изменяется при комнатной температуре.

2. Предложен простой способ изготовления металлических наноструктур на пороге перколяции. Обнаружено, что проводимость металлических пленок на пороге перколяции имеет неомический характер, обусловленный структурными изменениями в пленке под действием

электрического напряжения, что проявляется в виде резкого падения сопротивления при подаче порогового напряжения. Эти изменения практически не влияют на общую морфологию пленки и не приводят к изменению их оптических свойств.

3. Обнаружено усиление проводимости гранулированных серебряных пленок, состоящих из отдельных наночастиц, при облучении светом с длиной волны близкой к плазмонному резонансу. Предложена модель проводимости и фотопроводимости таких структур, в которой перенос заряда осуществляется по ловушкам в приповерхностном слое диэлектрика.

Практическое значение диссертации состоит в том, что:

1. Представленные результаты исследования оптических и электрических свойств гранулированных металлических пленок, как при напылении, так и в процессе их отжига, могут быть использованы для создания металлических наноструктур с требуемыми свойствами.

2. Предложен и реализован метод получения металлических наноструктур с переключением сопротивления и гистерезисом проводимости под действием приложенного напряжения. Такие структуры могут быть использованы в качестве элемента памяти нового поколения ReRAM.

3. Результаты исследования фотопроводимости гранулированных металлических пленок могут найти применение в фундаментальных исследованиях, в частности, для определения зонной структуры диэлектрических материалов.

Реализация и апробация результатов работы, признание научным сообществом. Результаты диссертационной работы были использованы в Университете ИТМО при выполнении проектов в рамках государственных контрактов, грантов Российского фонда фундаментальных исследований и ведомственных программ Министерства образования и науки РФ.

По материалам научной работы представлено 8 докладов на всероссийских и международных конференциях: Modern laser physics and laser-information technologies for science and manufacture, 23 - 28 сентября 2011 г., Владимир -

Суздаль, Россия; VII Международная конференция «Фундаментальные проблемы оптики», 15-19 октября 2012 г, Санкт-Петербург, Россия; II Всероссийский конгресс молодых ученых, 9-12 апреля 2013 года, Санкт-Петербург, Россия; ICONO/LAT, June 18-22 2013, Moscow, Russia; Fundamentals of Laser Assisted Micro- and Nanotechnologies, June 24-28, 2013, St. Petersburg, Russia; VIII Международная конференция молодых ученых и специалистов «Оптика - 2013», 14-18 октября 2013 года, Санкт-Петербург, Россия; III Всероссийский конгресс молодых ученых, 8-11 апреля 2014 года, Санкт-Петербург, Россия; 22nd International Symposium Nanostructures: Physics and Technology, June 23-27, 2014, St. Petersburg, Russia.

Результаты опубликованы в И печатных работах, из них: 4 статьи в российских журналах, входящих в перечень ВАК, 7 статей в материалах всероссийских и международных конференций. ч

Личный вклад диссертанта. Содержание диссертации и научные положения, выносимые на защиту, отражают персональный вклад автора в jv работу. Постановка целей и задач исследований в рамках диссертационной

работы, подготовка публикаций выполнены совместно с научным руководителем д.ф.-м.н., с.н.с. Тиграном Арменаковичем Вартаняном. В интерпретации результатов принимали участие научные сотрудники лаборатории «Фотофизика поверхности» и кафедры Оптической физики и современного естествознания Университета ИТМО, причем вклад диссертанта был определяющим.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка цитированной литературы, включающего 107 наименований. Материал изложен на 100 страницах, содержит 30 рисунков.

Первая глава посвящена обзору работ, касающихся получению гранулированных металлических пленок и исследованию их оптических, электрических и фотоэлектрических свойств. Цель обзора - введение необходимых понятий, описание современного состояния проблемы для представления оригинальной части работы. Рассмотрены работы, в которых наблюдались резкие изменения сопротивления под действием приложенного

напряжения структурах, содержащих металлические наночастицы. Представлены результаты исследований влияния электромагнитного излучения видимого диапазона на проводимость тонких металлических пленок.

Во второй главе приведена методика изготовления и характеризация гранулированных пленок серебра на поверхности сапфировых подложек. Предложена методика напыления пленок с требуемыми оптическими и электрическими свойствами. Рассматривается влияние условий напыления и термической обработки на формирование металлических наночастиц.

Третья глава посвящена исследованию гранулированных металличких пленок на пороге перколяции. Предложен относительно простой и действенный метод получения таких структур. Приведены результаты исследования вольт-амперных характеристик для пленок различной толщины. Обсуждается модель проводимость таких структур.

В четвертой главе диссертации приведены результаты исследования электрических свойств гранулированных металлических пленок, состоящих из отдельных наночастиц. Рассматривается влияние света на проводимость пленки серебра на поверхности сапфировой подложки. Обсуждается возможный механизм переноса заряда в таких структурах.

ГЛАВА 1 Оптические и электрические свойства гранулированных металлических пленок. Обзор экспериментальных исследований

Как было отмечено во введении оптические и электрические свойства гранулированных металлических пленок активно исследовались в связи с возможностью их применения в различных сферах. В данной главе описаны методы получения металлических наночастиц. Также приведены результаты исследований оптических и электрических свойств металлических наночастиц и состоящих из них гранулированных металлических пленок. Приведены работы по исследованию гибридных материалов, содержащие металлические наночастицы и обладающие свойством переключения сопротивления. Описываются работы, в которых было обнаружено влияние света на проводимость гранулированных металлических пленок.

1.1 Методы создания и исследования гранулированных металлических

пленок

В настоящее время можно условно выделить два подхода к изготовлению наноструктур. Первый - диспергационный - основан на получении мезоскопических объектов путем измельчения макроскопических. К нему относится механическое измельчение, испарение материалов лазерными импульсами, фотолитография, в том числе ЕЦУ-литография с длиной волны источника 13,5 нм [22], рентгеновская, с использование электронных или ионных пучков [23]. Второй подход- конденсационный- синтез наноструктур из отдельных атомов или молекул. Известен ряд химических методов создания металлических наночастиц [24-25]. Одним из перспективных и довольно простых методов создания наночастиц является их напыление в высоковакуумных установках [26-33].

Известно, что рост тонких пленок происходит по трем механизмам [34].

Когда атомы осаждаемого материала сильнее связаны с подложкой, чем друг с другом происходит рост пленки по механизму Франка-ван дер Мерве

(послойный рост). Пока не завершено формирование первого слоя, не начинается рост следующего, то есть имеет место строго двумерный рост.

Второй механизм - послойно-остовковый рост с образованием трехмерных островков по механизму Странского-Крастанова. Представляет собой промежуточный случай между послойным и островковым ростом. При достижении двумерной пленкой критической толщины происходит образование трехмерных кластеров [34]. Данный механизм широко используется для создания квантовых точек в полупроводниковых гетероструктурах с различными постоянными кристаллической решетки.

Островковый рост по механизму Вольмера-Вебера реализуется, когда связь между осаждаемыми атомами больше чем с подложкой [35]. Такой механизм роста осуществляется при осаждении термически испаренного металла в сверхвысоком вакууме на поверхность диэлектрических подложек с образованием металлической пленки, состоящей из отдельных частиц [36].

Образование островковых пленок из газовой фазы представляет собой процесс возникновения зародышей и их последующий рост. В принципе, управляя зародышеобразованием и ростом на подложке можно, таким образом, управлять и свойствами осаждаемых пленочных структур. Однако зародышеобразование и рост пленки зависят от большого числа факторов, и контролировать их во время роста пленки проблематично, поэтому необходимо выделить небольшое число основных параметров. К важнейшим параметрам при напылении пленок можно отнести уровень вакуума, скорость осаждения, температуру подложки и ее структуру [34, 37-39].

При осаждении термически испаренного металла в вакууме атомы поступают из газовой фазы и остаются на поверхности в виде адатомов. Адатомы мигрируют по поверхности подложки до тех пор, пока не исчезнут в результате одного из следующих процессов. Во-первых, если температура подложки достаточно высока, то адатомы могут испариться обратно в газовую среду. Во-вторых, адатомы могут соединиться вместе и образовать кластер. Маленькие кластеры, как правило, нестабильны и распадаются на отдельные атомы. По мере

роста кластеры становятся более стабильными, и вероятность их роста превышает вероятность распада. На начальной стадии в режиме зародышеобразования концентрация адатомов много выше концентрации островков, и вероятность зарождения нового островка сильно превышает вероятность присоединения адатома к уже существующему островку. В ходе осаждения концентрация островков увеличивается и становится соизмеримой с концентрацией адатомов. Этот момент соответствует началу режима промежуточных покрытий. В этом режиме концентрация адатомов достигает максимума и начинает уменьшаться, при этом концентрация островков продолжает увеличиваться, но уже с меньшей скоростью. Когда концентрация островков увеличивается до такой степени, что среднее расстояние между островками становится равным средней длине миграции адатомов до их испарения, дальнейшее осаждение приводит исключительно к росту размера островков, а концентрация островков достигает своей максимальной величины. Далее, начинается коалесценция (соединение) островков, что ведет к уменьшению их концентрации [34].

Для исследования морфологии гранулированных металлических пленок обычно используют методы просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии, а так же зондовой микроскопии (атомно-силовой микроскопии, туннельной микроскопии и др.) [40-42]. Наряду со стандартными методами исследования морфологии гранулированных металлических пленок применяются также оптические методы [28-30,43^-4].

1.2 Оптические свойства металлических наночастиц

Известно, что для изолированного атома энергетическое состояние электронов определяется набором квантовых чисел. Электроны в состояниях с одинаковыми главным и орбитальным квантовыми числами образуют разделенные в пространстве и по энергии оболочки. В случае сближения двух атомов их энергетические уровни расщепляются и сдвигаются под взаимным влиянием их электрических полей. Часть электронов, находящихся на верхних

уровнях, может обобществляться и двигаться по объединенному объему. С увеличением числа атомов увеличивается число обобществленных электронов, которые, в случае металлов, образуют зону проводимости и перемещаются в ней почти свободно. При наличии свободных электронов в макроскопических телах могут возникать коллективные колебания электронной плотности - объемные плазмоны - с частотой

\4nNe2

и

где N - концентрация свободных электронов, е — заряд электрона, т* — эффективная масса электрона. Частота плазмонов определяется природой материала. Наиболее широко используемыми плазмонными материалами являются благородные металлы, такие как серебро, золото и медь [45].

Появление коллективных колебаний электронной системы, аналогичных плазменным колебаниям электронного газа в плазме и макроскопических металлических телах, для микрообъектов не является очевидным, т.к. для отдельных атомов металлов плазменные колебания отсутствуют. Наличие подобных резонансов в микроскопических частицах свидетельствует о сильном взаимодействии между обобществленными электронами [46].

Линейные оптические свойства, такие как поглощение и рассеяние, небольших сферических металлических частиц были описаны теоретически в работе Густава Ми в 1908 [47]. Решение уравнений Максвелла для электромагнитного излучения, взаимодействующего с малой металлической сферой, дает ряд мультипольных колебаний (дипольных, квадрупольных и т.д.) в сечениях поглощения и рассеяния частиц в зависимости от радиуса частицы. Для сферической металлической наночастицы размером много меньше длины волны света преобладают дипольные плазмонные колебания с поляризуемостью

а = 4па3

Е—£г

е+2ет'

где а- радиус частицы, £(&)) = £г(&)) + ^(«а) - комплексная диэлектрическая проницаемость металла, ет — диэлектрическая проницаемость окружающей среды. При ег = —2гт, если мало или слабо зависит от частоты,

возникает сильный резонанс на частоте а) = ^ - локализованный поверхностный

плазмонный резонанс. Для золота, серебра и меди условие резонанса выполняется для видимых частот электромагнитного излучения, что делает эти материалы привлекательными для оптических приложений.

Частота плазмонного резонанса зависит не только от природы металла, но и от размера и формы наночастиц, а также от диэлектрической проницаемости окружающего вещества. Также к смещению плазмонного резонанса приводит взаимодействие между наночастицами.

Размер металлической частицы оказывает значительное влияние на положение плазмонного резонанса. Для частиц с диаметром меньше половины длины волны падающего излучения возбуждаются преимущественно дипольные колебания. При этом частица находится в практически однородном поле. Для больших частиц диаметром более 100 нм могут возбуждаться мультипольные моды, т.к. падающий свет не может однородно поляризовать частицу.

Однородная ширина плазмонного резонанса отдельной частицы Г2, связана с временем затухания коллективных колебаний электронов:

Т = 2Н/Г2

Затухание может быть как безызлучательным, так и радиационным. Радиационное затухание связано с эмиссией фотона, т.е. с потерей энергии на излучение. Нерадиационное затухание вызвано дефазировкой колебаний индивидуальных электронов за счет их рассеяния на фононах, дефектах решетки, поверхности частицы.

В ряде работ наблюдался красный сдвиг плазмонного резонанса при увеличении размера частицы (рисунок 1.1) [43, 48-51]. Полученные формы спектров поглощения и рассеяния для одиночных металлических наночастиц диаметром до 100 нм были близки к лоренцевой, что соответствует однородному уширению. При этом с увеличением размера частиц увеличивалась ширина спектров от 200 мэВ для частиц диаметром 20 нм до 500 мэВ для частиц диаметром 100 нм [49]. Время дефазировки плазмонных колебаний составило

несколько фемтосекунд. Для частиц размером 150 нм обнаружено значительное отклонение формы спектров рассеяния от лоренцевой, вызванное возбуждением квадрупольных мод. Экспериментальные результаты хорошо согласуются с теорией Ми для золотых наночастиц и удовлетворительно согласуются для серебряных.

360

о О

1.6 1.8 Рйс^оп

ф Епег{£у (еУ) °8

200

160

1.55

—>—

1.65

1.75 1.85

ЛеБОпапсе Eneгgy (еУ)

Рисунок 1.1 - Зависимость ширины плазмонного резонанса от его спектрального положения [43]. На вставке представлены спектры рассеяния частиц при увеличении их размера

Для эллипсоидальных частиц с главными полуосями а, Ь, с, аналогичное выражение для поляризуемости можно найти в квазистатическом приближении с помощью введения геометрического фактора деполяризации ^ вдоль этих осей (рисунок 1.2 ):

а = -паЬс—£7™ £ ^ = 1

Для сферической частицы = Ь2 = Ь3 = 1/3. Для сплюснутого сфероида (Ьг = ¿2 ^ Ь3) плазмонный резонанс расщепляется на длинноволновую моду (колебания вдоль длинной полуоси) и коротковолновую (колебания вдоль короткой полуоси). В случае трехосного эллипсоида в спектрах экстинкции возникают три максимума.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Гладских, Игорь Аркадьевич, 2014 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ источников

1. Dieringer J.A., McFarland A.D., Shah N.C., et al. Surface enhanced Raman spectroscopy: new materials, concepts, characterization tools, and applications // Faraday Discuss. - 2006. - V. 132. - P. 9-26.

2. Lakowicz J.R. Plasmonics in Biology and Plasmon-Controlled Fluorescence // Plasmonics. - 2006. - V. 1. - P. 5-33.

3. Hao J., Wang J., Liu X., Padilla W.J., Zhou L., Qiu M. High performance optical absorber based on a plasmonic metamaterial // Appl. Phys. Lett. - 2010. - V. 96 (251104).-P. 1-3.

4. Borziak P.G., Fedorovich R.D., Kiyayev O.E., Kulyupin Y.A., Rudakovskaya L.A. A composite system of metal particles in a dielectric matrix for use as a thermoresistor // Int. J. Electron. - 1994. - V. 77. - P. 347-349.

5. Morris J.E. Resistance changes of discontinuous gold films in air // Thin Solid Films. - 1970. - №5. - P. 339-353.

6. Thurstans R.E., Oxley D.P. The electroformed metal-insulator-metal structure: a comprehensive model // J. Phys. D: Appl. Phys. - 2002. - №35. - P. 802-809.

7. Lith J., Lassesson A, Brown S.A., Schulze M., Partridge J.G., Ayesh A. A hydrogen sensor based on tunneling between palladium clusters // Applied Physics Letters.-2007.-№91 (181910).-P. 1-3.

8. Nepijko S.A., Kutnyakhov D., Protsenko S.I., Odnodvorets L.V., Schonhense G. Sensor and microelectronic elements based on nanoscale granular systems // J. Nanopart. Res. - 2011. - V. 13. - P. 6263-6281.

9. Вартанян T.A., Леонов Н.Б., Пржибельский С.Г., Хромов В.В. Оптические проявления самодиффузии атомов по поверхности наночастиц серебра // Оптика и Спектроскопия. - 2009. - Т. 106 (5). - С. 776-779.

10. Wu J., Wang Z., Wu К., Zhang J., Li C., Yin D. Observation of post-deposition resistance relaxation during growth of semicontinuous metal films // Thin Solid Films. - 1997. - V. 295. - P. 315-319.

11.Guan W., Long S., Liu Q., Liu M., Wang W. Nonpolar Nonvolatile Resistive Switching in Cu Doped Zr02 // IEEE Electron Device Letters. - 2008. - V. 29 (5).-P. 434-437.

12.Kim K.M., Jeong D.S., Hwang C.S. Nanofilamentary resistive switching in binary oxide system; a review on the present status and outlook // Nanotechnology. - 2011. - V. 22. (254002) - P. 1-17.

13.Jeong H.Y., Kim J.Y., Kim J.W., Hwang J.O., Kim J., Lee J.Y., Yoon T.H., Cho B.J., Kim S.O., Ruoff R.S., Choi S. Graphene Oxide Thin Films for Flexible Nonvolatile Memory Applications // Nano Lett. - 2010. - V. 10. - P. 4381-4386.

14.Inoue I. H., Yasuda S., Akinaga H., Takagil H. Nonpolar resistance switching of metal/binary-transition-metal oxides/metal sandwiches:

Homogeneous/inhomogeneous transition of current distribution // Phys. Rev. B. — 2008.-V. 77. (035105)-P. 1-7.

15.Chang W., Lai Y., Wu T., Wang S., Chen F., Tsai M. Unipolar resistive switching characteristics of ZnO thin films for nonvolatile memory applications // Applied Physics Letters. - 2008. - V. 92. (022110) - P. 1-3.

16.Yang Y. C., Pan F., Liu Q., Liu M., Zeng F. Fully Room-Temperature-Fabricated Nonvolatile Resistive Memory for Ultrafast and High-Density Memory Application // Nano Lett. - 2009. - V. 9 (4). - P. 1636-1643.

17.Colle M., Biichel M., de Leeuw D.M. Switching and filamentary conduction in non-volatile organic memories // Organic Electronics. - 2006. - V. 7. - P. 305312.

18.Tsui S., Baikalov A., Cmaidalka J., Sun Y.Y., Wang Y.Q., Xue Y.Y. Field-induced resistive switching in metal-oxide interfaces // Appl. Phys. Lett. - 2004. -V. 85 (2).-P. 317-319.

19.Kwon D.,. Kim K. M, Jang J.H., et al. Atomic structure of conducting nanofilaments in Ti02 resistive switching memory // Nature Nanotechnology. — 2010.-V. 5.-P. 148-153.

20.Kiesow A., Morris J. E., Radehaus C., Heilmann A. Switching behavior of plasma polymer films containing silver nanoparticles // J. Appl. Phys. - 2003. -V. 94 (10).-P. 6988-6990.

21.Baker C.O., Shedd В., Tseng R.J., Martinez-Morales A.A., Ozkan C.S., Ozkan M., Yang Y., Kaner R.B. Size control of gold nanoparticles grown on polyaniline nanofibers for bistable memory devices // ACS Nano. - 2011. - V. 5 (5). - P. 3469-3474.

22.Sahoo P.K., Vogelsang K., Schift H., Solak H.H. Surface plasmon resonance in near-field coupled gold cylinder arrays fabricated by EUV-interference lithography and hot embossing // Applied Surface Science. - 2009. - V. 256 (2). -P. 431—434.

23.Шик А.Я., Бакуева Л.Г., Мусихин С.Ф., Рыков С.А. Физика низкоразмерных систем. СПб.: Наука, 2001. - 154 с.

24.Zhuo Y., Sun W., Dong L., Chu Y. Surfactant-assisted synthesis of Ag nanostructures and their self-assembled films on copper and aluminum substrate // Applied Surface Science. - 2011. - V. 257 (24). - P. 10395-10401.f

25.Zhao L., Ding К., Л X., Li J., Wang H., Yang W. Formation of hollow Ag/Au nanostructures in seeding approach: The competition of hydroxyl groups with chloride ions to Ag+ // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. - 2011. - V. 386. - P. 172-178.

26.Lu Y.-J., Kim J., Chen H.-Y., et al. Plasmonic nanolaser using epitaxially grown silver film // Science. - 2012. - 337 (6093). - P. 450-453.

27.Rai V.N., Srivastava A.K., Mukherjee C., Deb S.K. Surface enhanced absorption and transmission from dye coated gold nanoparticles in thin films// Applied Optics.-2012.-V. 51 (№14).-P. 2606-2615.

28.Hendrich C., Bosbach J., Steiz F., Hubental F., Vartanyan Т., Trager F. Chemical interface damping of surface plasmon excitation in meal nanoparticles: a study by persistent spectral hole burning // Appl. Phys. B. - 2003. - V. 76. - P. 869-875.

29.Bosbach J., Steiz F., Vartanyan Т., Trager F. Theory of spectral hole burning for the study of ultrafast electron dynamics in metal nanoparticles // Appl. Phys. B. — 2001.-V. 73. -P.391-399.

30.Hendrich C., Bosbach J., Steiz F., Vartanyan Т., Trager F. Ultrafast dephasing of surface plasmon excitation in silver nanoparticles: influence of particle size, shape, and chemical surrounding // Physical Review Letters. — 2002. — V. 89 (No. 25).-P. 57404-1-4.

31.Kennerly S.W., Little J.W., Warmack R.J., Ferrel T.L. Optical properties of heated Ag films // Phys. Rev. B. - 1984. - V. 29 (No.6). - P. 2926-2929.

32.Warmack R.J., Humpherey S.L. Observation of two surface-plasmon modes on gold particles // Phys. Rev. B. - 1986. - V. 34 (No.4). - P. 2246-2256.

33.Вартанян T.A., Ващенко E.B., Леонов Н.Б., Пржибельский С.Г., Хромов В.В. Фотоэлектронная эмиссия из островковых металлических пленок натрия при возбуждении локализованных плазмонных резонансов // ЖЭТФ. - 2009. - Т. 136, вып. 1(7). - С. 163-168.

34.0ура К., Лифшиц В.Г., Саранин А.А. и др. Введение в физику поверхности / Под ред. Сергиенко В.И. М.: Наука, 2006. - 496 с.

35.Henry C.R. Surface studies of supported model catalysts // Surface Science Reports. - 1998. - № 31. - P. 231-325.

36.Campbell C.T. Ultrathin metal films and particles on oxide surfaces: structural, electronic and chemisorptive properties // Surface Science Report. - 1997. - № 27.-P. 1-111.

37.Поут Дж., Ту К., Мейер Дж. Тонкие пленки - Взаимная диффузия и реакции // М.: Мир. Перевод с англ, 1982. - 576 с.

38.Venables J. A., Spiller G.D.T., Hanbucken М. Nucleation and growth of thin films // Rep. Progr. Phys. - 1984. - V. 47. - P. 399^59.

39.Amar J., Family F., Lam P. Dynamic scaling of the island-size distribution and percolation in a model of submonolayer molecular-beam epitaxy // Phys. Rev. B. - 1994. - V. 50. - P. 8781-8797.

40.Шиммель Г. Методика электронной микроскопии. М.: Пер. с нем., 1972. -300 с.

41.Томас Г., Гориндж М.Дж. Просвечивающая электронная микроскопия металлов. М.: Пер. с англ., 1983. - 320 с.

42.Пилянкевич А.К. Просвечивающая электронная микроскопия. Киев: Наукова Думка, 1975. - 219 с.

43.Sönnichsen С., Geier S., Hecker N.E., et al. Spectroscopy of single metallic nanoparticles using total internal reflection microscopy // Appl. Phys. Lett. -2000. -V. 77 (19). -P.2949-2951.

44.Бонч-Бруевич A.M., Хромов B.B., Пржибельский С.Г., Леонов Н.Б., Вартанян Т.А. Оптический метод измерения структурных параметров островковых пленок // Опт. и спектр. - 2000. - Т. 89. - С. 438-443.

45.Климов В.В. Наноплазмоника. — 2-е изд., испр. - М.: Физматлит, 2010. - 480 с.

46.Ivanov V.K., Ipatov A.N. Many-body calculations for metallic clusters using the jellium model // Correlations in Clusters and Related Systems, Ed. J.-P. Connerade. Singapore: World Sei. - 1996. - P. 141-167.

47.Mie G. Beirträge zur Optik trüber Medien, speziell kolloidaler Metallosungen // Annalen der Physik. - 1908. - № 3. - P. 377-445.

48.Mock J.J., Barbie M., Smith D. R., Schultz D. A., Schultz S. Shape effects in plasmon resonance of individual colloidal silver nanoparticles // Journal Of Chemical Physics. - 2002. - V. 116 (15). - P. 6755-6759.

49.Sönnichsen С., Franzi Т., Wilk Т., Von Plessen G., Feldmann J. Plasmon resonances in large noble-metal clusters // New Journal of Physics. — 2002. - V. 4.-P. 93.1 -93.8.

50.Amendola V., Bakr O.M., Stellacci F. A study of the surface plasmon resonance of silver nanoparticles by the discrete dipole approximation method: effect of shape, size, structure, and assembly // Plasmonics. - 2010. - V. 5. - P. 85-97.

51.Kelly K.L., Coronado E., Zhao L.L., Schatz G.C. The optical properties of metal nanoparticles: the influence of size, shape, and dielectric environment // J. Phys. Chem. B. -2003. -V. 107. - P. 668-677.

52.Bohren C.F., Huffman D.R. Absorption and scattering of light by small particles - Wiley-Interscience, 1983. - 544 p.

53.Sosa I.O., Noguez C., Barrera R.G. Optical properties of metal nanoparticles with arbitrary shapes // J. Phys. Chem. B. - 2003. - V. 107. - P. 6269-6275.

54.Rodnguez-Fernandez J., Novo C., Myroshnychenko V., Funston A.M., Sanchez-Iglesias A., Pastoriza-Santos I., Perez-Juste J., Garcia de Abajo F. J., Liz-Marzan L.M., Mulvaney P. Spectroscopy, imaging, and modeling of individual gold decahedra // J. Phys. Chem. C.-2009.-V. 113.-P. 18623-18631.

55.Novo C., Funston A.M., Pastoriza-Santos I., M. Liz-Marzan L., Mulvaney P. Influence of the medium refractive index on the optical properties of single gold triangular prisms on a substrate // J. Phys. Chem. C. - 2008. - V. 112 (1). - P. 37.

56.Jain P.K., Huang X., El-Sayed I.H., El-Sayed M.A. Review of some interesting surface plasmon resonance-enhanced properties of noble metal nanoparticles and their applications to biosystems // Plasmonics. - 2007. - V. 2. - P. 107-118.

57.Charles D.E., Gara M., Aherne D., Ledwith D.M.,. Kelly J.M., Blau W.J., Brennan-Fournet M.E. Scaling of surface plasmon resonances in triangular silver nanoplate sols for enhanced refractive index sensing // Plasmonics. - 2011. - V. 6.-P. 351-362.

58.Simrick N.J., Kilner J.A., Atkinson A. Thermal stability of silver thin films on zirconia substrates // Thin Solid Films. - 2012. - V. 520. - P. 2855-2867.

59.Yeh D. M., Huang C.F., Chen C.Y., Lu Y.C., Yang C.C. Formation of various metal nanostructures with thermal annealing to control the effective coupling energy between a surface plasmon and an InGaN/GaN quantum well // Nanotechnology. - 2007. - V. 18. - P. 1-6.

óO.Ziegler Т., Heindrich С., Hubental F., Vartanyan Т., Träger F. Dephasing times of surface plasmon excitation in Au nanoparticles determined by persistent spectral hole burning // Chem. Phys. Lett. - 2004. - V. 386. - Р. 319-324.

61.Bosbach J., Heindrich C., Vartanyan Т., Stietz F., Träger F. Spectral hole burning in absorption profiles of metal nanoparticles prepared by laser assisted growth // Eur. Phys. J. D. - 2001. - V. 16. - P. 213-217.

62.Stietz F., Bosbach J., Wenzel Т., Vartanyan Т., Goldman A., Träger F. Decay times of surface excitation in metal nanoparticles by persistent spectral hole burning // Phys. Rev. Lett. - 2000. - 84 (24). - P. 5644-5647.

63.Hubenthal F., Hendrich С., Träger F. Damping of the localized surface plasmon polariton resonance of gold nanoparticles // Appl. Phys. B. - 2010. - V. 100. - P. 225-230.

64,Ouacha H., Träger F. Controlling the surface plasmon resonances in metal nanoparticles by laser light // Photon-based Nanoscience and Nanobiotechnology NATO Science Series. - 2006. - V. 239. - P. 345-360.

65.Blázquez Sánchez D., Hubenthal F., Träger F. Shaping nanoparticles with laser light: a multi-step approach to produce nanoparticle ensembles with narrow shape and size distributions // Journal of Physics. - 2007. - V. 59. - P. 240-244.

66.Rechberger W., Hohenau A., Leitner A., Krenn J.R., Lamprecht В., Aussenegg F.R. Optical properties of two interacting gold nanoparticles // Optics Communications. - 2003. - V. 220. - P. 137-141.

67.Su K.-H., Wei Q.-H., Zhang X., Mock J.J., Smith D.R., Schultz S. Interparticle coupling effects on plasmon resonances of nanogold particles // Nano. Lett. -2003. -V. 3 (8). - P. 1087-1090.

68.Funston A.M., Novo C., Davis T.J., Mulvaney P. Plasmon coupling of gold nanorods at short distances and in different geometries // Nano. Lett. — 2009. - V. 9 (4).-P. 1651-1658.

69.Трусов JI. И., Холмянский В. А. Островковые Металлические Пленки, М.:, Металлургия, 1973. - 320 с.

70.Maissel L.I., Glang R. Handbook of thin film technology. -New York: McCraw Hill Company, 1970. -38 p.

71.Neugebauer C.A., Web M.N. Electrical conduction mechanism in ultrathin, evaporated metal films // Journal of Applied Physics. - 1962. - № 33. - P. 74-82.

72.4onpa H.JI. Электрические явления в тонких пленках. М.: Мир, 1972. - 434 с.

73.Wagner S., Pundt A. Conduction mechanisms during the growth of the Pd thin films: experiment and model // Phys. Rev. B. - 2008. - V. 78. - P. 155131—1^.

74.3акгейм Д.А., Рожанский И.В., Смирнова И.П. Температурная зависимость проводимости композитных пленок Cu:Si02. Эксперимент и численное моделирование // ЖЭТФ. - 2000. - Т. 118. - С. 637-646.

75.Ефимов И.Е., Козырь И.Я., Горбунов Ю.И. Микроэлектроника. М.: Высшая школа. 1986. - 464 с.

76.Kapitulnik A., Deutscher G. Percolation characteristics in discontinuous thin films of Pb // Phys. Rev. Lett. - 1982. - V. 49. - P. 1444-1448.

77.Sieradzkil K., Bailey K., Alford T.L. Agglomeration and percolation conductivity // Appl. Phys. Lett. - 2001. - V. 79. - P. 3401-3403.

78.Palevski A., Rappaport M. L., Kapitulnik A., Fried A., Deutscheret G. Hall coefficient and conduction in a 2D percolation system // J. Phys. Lett. (Paris). — 1984. -V. 45. - P. L-367-371.

79.Wei H., Eilers H. From silver nanoparticles to thin films: Evolution of microstructure and electrical conduction on glass substrates // Journal of Physics and Chemistry of Solids. - 2009. - V. 70. - P. 459-465.

80.Neugebauer C.A., Webb M.B. Electrical conduction mechanism in ultra thin, evaporated metal films // J. Appl. Phys. - 1962. - V. 33. - P. 74-82.

81 .Fedorovich R.D., Naumovets A.G., Tomchuk P.M. Electron and light emission from island metal films and generation of hot electrons in nanoparticles // Phys. Rep. - 2000. - V. 328. - P. 73-179.

82.Козуб В.И., Кожевин В.М., Явсин Д.А., Гуревич С.А. Транспорт электронов в монодисперсных наноструктурах металлов // Письма в ЖЭТФ. — 2005. — Т. 81.-С 287-291.

83.Болтаев А.П., Пенин Н.А., Погосов А.О., Пудонин Ф.А. Активационная проводимость в островковых металлических пленках // ЖЭТФ. — 2004. - Т. 126.-С. 954-961.

84. Seal К. et al. Metal coverage dependence of local optical properties of semicontinuous metallic films // Journal of Modern Optics. - 2002. - V. 49. - P. 2423-2435.

85.Abeles В., Sheng P., Coutts M.D., Arie Y. Structural and electrical properties of granular metal films // Advances in Physics. - 1975. - V. 24:3. - P. 407^461.

86.Silva H., Gomes H. L., Pogorelov Yu.G., Stallinga P., de Leeuw D.M., Araujo J.P., Sousa J.B., Meskers S.C. J., Kakazei G., Cardoso S., Freitas P. P. Resistive switching in nanostructured thin films // Applied Physics Letters. - 2009. - V. 94. -P. 202107-1-3.

87.Tondelier D., Lmimouni K., Vuillaume D. Metal/organic/metal bistable memory devices // Applied Physics Letters. - 2004. - V. 85 (23). - P. 5763-5765.

88.Fujiwara K., Nemoto Т., Rozenberg M.J., Nakamura Y., Takagi H. Resistance Switching and Formation of a Conductive Bridge in Metal/Binary Oxide/Metal Structure for Memory Devices // Japanese Journal of Applied Physics. - 2008. — V. 47 (8).-P. 6266-6271.

89.Mangold M.A., Weiss C., Calame M., Holleitner A.W. Surface plasmon enhanced photoconductance of gold nanoparticle arrays with incorporated alkane linkers // Applied Physics Letters. - 2009. - V. 94. - P. 161104-1-3.

90.Yang K.Y., Choi K.C., Kang I., Ahn C.W. Surface plasmon resonance enhanced photoconductivity in Cu nanoparticle films // Optics Express. - 2010. -V. 18 (16).-P. 16379-16386.

91.Vashchenko E.V., Vartanyan T.A., Hubenthal F. Photoconductivity of silver nanoparticle ensembles on quartz glass (Si02) supports assisted by localized surface plasmon excitations // Plasmonics. - 2013. - V. 8. - P. 1265-1271.

92 Johnson P.B., Christy W.R. Optical Constants of the Noble Metals // Phys. Rev. B. - 1972. - V. 6 (12). - P. 4370-4379.

93.Sauerbrey G. Verwendung von Schwingquarzen zur Wägung dünner Schichten und zur Mikrowägung // Z. Phys. - 1959. - №155. - P. 206-222.

94.Wenzel Т., Bosbach J., Goldmann A., Stietz F., Trager F. Shaping nanoparticles and their optical spectra with photons // Applied Physics B. - 1999. - V. 69. - P. 513-517.

95.Шкловский Б.И., Эфрос A.JI.. Электронные свойства легированных полупроводников. М.: Наука, 1979. - 416 с.

96.Точицкий Э. И. Кристаллизация и термообработка тонких пленок. Минск: Наука и техника, 1978. - 376 с.

97.Ernst К.Н., Ludviksson A., Zhang R., Yoshihara J., Campbell C.T. Growth model for metal films on oxide surfaces: Cu on Zn0(0001)-0 // Phys. Rev. B. — 1993.-V. 47 (20).-P. 13782-13796.

98.Бараш Ю.С. Силы Ван-дер-Ваальса. M.: Наука, 1988. - 344 с.

99.Mullins W.W. Theoiy of thermal grooving // J. Appl. Phys. - 1957. -'V. 28 (3). -P. 333-339.

100. Иевлев B.M., Трусов Л.И., Холмянский B.A.. Структурные превращения в тонких пленках. М.: Металлургия, 1988. - 325 с.

101. Епифанов Г.И. Физика твердого тела.СПб.: ЛАНЬ, 2010. - 288 с.

102. Никифоров Д.К. Эмитирующие тонкопленочные структуры А1-А120з и Ве-ВеО в условиях ионно-электронной бомбардировки / Автореф. дис. канд. физ.-мат. наук. М., 2006. - 50 с.

103. Gignak W.J., Williams R.S., Kowalczyk S.P. Valence- and conduction-band structure of sapphire (1102) surface // Phys. Rev. B. - 1985. - V. 32. - P. 1237-1247.

104. Перевалов T.B., Гриценко В.А. Применение и электронная структура диэлектриков с высокой диэлектрической проницаемость // Успехи физических наук. - 2010. - Т. 180 (6). - С. 587-603.

105. Пустоваров В.А., Алиев В.Ш., Перевалов Т.В. Электронная структура вакансии кислорода в AI2O3 по данным квантово-химических расчетов abinitio и экспериментов по фотолюминесценции // ЖЭТФ. - 2010. - Т. 138. В. 6.-С. 1119-1126.

106. Sasahara A., Uetsuka Н., Onishi Н. Noncontact - mode atomic force microscopy observation of a - А120з (0001) surface // Jpn. J. Appl. Phys. - 2000. - V. 39. - P. 3773-3776.

107. Ридли Б. Квантовые процессы в полупроводниках. М.: Мир, 1986.— 304 с.