Сверхбыстрая динамика фотовозбужденных состояний фталоцианина и сульфида кадмия при комнатной температуре тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.05, кандидат наук Леонтьев, Андрей Владимирович

• Леонтьев, Андрей Владимирович
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Леонтьев, Андрей Владимирович

Введение

Глава 1. Методы оптической спектроскопии со сверхвысоким временным разрешением

1.1. Введение

1.2. Методы нелинейной спектроскопии. Четырехволновое смешение

1.3. Явление самодифракции. Методика фотонного эха

1.4. Метод регистрации динамики наведенного поглощения (прозрачности)

1.5. Метод регистрации динамики наведенного изменения показателя преломления в схеме наведенной линзы

1.6. Метод регистрации динамики наведенных решеток населенности

1.7. Метод ап-конверсии

1.8. Заключение к главе 1

Глава 2. Экспериментальная установка для исследования процессов фазовой релаксации и динамики населенностей методами оптической спектроскопии со сверхвысоким временным разрешением

2.1. Принципы генерации и усиления импульсов ультракороткой длительности

2.2. Фемтосекундный спектрометрический комплекс КФТИ

2.2.1. Фемтосекундная лазерная система

2.2.2. Контроль параметров лазерных импульсов

2.2.3. Особенности регистрации сигналов и управление экспериментом

2.3. Заключение к главе 2

Глава 3. Фемтосекундная спектроскопия и оптическая обработка информации в пленке поливинилбутираля, допированной фталоцианином . 47 3.1. Примесные среды с неупорядоченной микроструктурой как рабочая

среда оптического эхо-процессора

3.1.1. Измерение времени дефазировки методом вырожденного четырехволнового смешения в молекулах красителя в полимерной матрице51

3.1.2. Спектроскопия пленки поливинилбутираля, допированной красителем фталоцианина

3.1.3. Низкотемпературный эхо-процессинг

3.2. Спектроскопия четырехволнового смешения пленки поливинилбутираля, допированной красителем фталоцианина, с фемтосекундным временным разрешением

3.2.1. Регистрация сигналов четырехволнового смешения в пленке поливинилбутираля, допированного фталоцианином

3.2.2. Определение времени жизни возбужденного состояния методом наведенных решеток

3.2.3. Интенсивности сигналов четырехволнового смешения

3.2.4. Оценка времен необратимой фазовой релаксации

3.2.5. Высокотемпературный эхо-процессинг

3.3. Результаты и выводы к главе 3

Глава 4. Оптическая спектроскопия со сверхвысоким временным разрешением фотоиндуцированных процессов в монокристалле сульфида кадмия

4.1. Динамика релаксации фотовозбужденных состояний в материалах на основе сульфида и селенида кадмия

4.1.1. Оптические свойства сульфида кадмия

4.1.2. Динамика рекомбинации электронно-дырочных пар в сульфиде кадмия

4.1.3. Динамика охлаждения горячих носителей заряда

4.2. Результаты экспериментов по регистрации сверхбыстрой динамики фотовозбужденных состояний в кристалле сульфида кадмия

4.2.1. Динамика населенности глубоких уровней

4.2.2. Динамика рекомбинации свободных носителей заряда

4.2.3. Подвижность фотовозбужденных носителей заряда

4.2.4. «Быстрая» компонента кинетики распада решетки

4.2.5. Фазовая релаксация фотовозбужденных носителей заряда. Рассеяние на оптических фононах

4.2.6. Длительность вынужденной излучательной рекомбинации. Скорость

охлаждения носителей заряда

4.3. Результаты и выводы к главе 4

Заключение

Принятые сокращения

Литература

Публикации автора по теме диссертации

Благодарности

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Сверхбыстрая динамика фотовозбужденных состояний фталоцианина и сульфида кадмия при комнатной температуре»

Введение

Актуальность темы исследования

В природе существуют явления, характеризуемые чрезвычайно быстрыми изменениями, в том числе и в масштабах фемтосекунд. К ним относятся процессы образования и разрыва связей во многих химических системах, колебания в молекулах и кристаллических решетках, передача энергии возбуждения в полупроводниках [1]. С появлением лазеров ультракоротких импульсов (УКИ) стало возможным прямое измерение длительности этих процессов. Сегодня лазерные методы с использованием фемтосекундных импульсов находят широкое применение в химии и фотобиологии [2], материаловедении, метрологии, медицине и информационных технологиях [3].

В качестве примера использования методов фемтосекундной спектроскопии для решения прикладных и фундаментальных задач можно привести создание оптического компьютера, осуществляющего сверхбыстрые логические операции, основанные на различных оптических нелинейных процессах [4, 5]. Одним из перспективных направлений является эхо-процессинг [6], который, как показано в работах [7, 8], позволяет реализовать логические операции побитного умножения.

Известно, что информационная емкость отдельной пространственной ячейки памяти определяется отношением неоднородной ширины к однородной, которое может достигать 10 для примесных кристаллов, активированных некрамерсовыми редкоземельными ионами [9]. В работе [7] показано, что параметр однородного уширения в пленке поливинилбутираля, допированной фталоцианином, составляет 0.01 см-1 при неоднородной ширине полосы поглощения 500 см-1, что в принципе позволяет реализовать операцию параллельного логического умножения 103-104 бит за время 10-11с. Рабочая среда в этих экспериментах должна находиться при температуре жидкого гелия, чтобы подавить релаксационные процессы с участием

фононов и сохранить фазовую память на временах записи, обработки и считывания информации. Существующие сценарии реализации полностью оптических вычислительных устройств на основе фотонного эха предусматривают использование криогенных температур, что сильно затрудняет их потенциальное практическое использование. Хотя к настоящему этапу разработок эхо-процессоров созданы миниатюрные и удобные оптические криостаты, использование жидкого гелия все же создает для пользователя определенные технические трудности. Поэтому весьма актуальной проблемой является перевод режима их работы в область комнатных температур.

Другим примером перспективных рабочих сред в области оптической обработки информации являются полупроводники и материалы на их основе. Так в GaAs впервые наблюдался сигнал фотонного эха без применения криогенной техники [10]. Широкозонный полупроводник сульфид кадмия (CdS) широко применяется в приложениях оптоэлектроники, в частности, как люминофор, и диапазон возможных приложений еще не исчерпан.

В настоящее время ведутся активные работы по поиску и созданию сред, представляющих собой полимерную матрицу с внедренными молекулами органических красителей и полупроводниковыми наночастицами [11,12]. Преимущества полимерной матрицы, такие как технологичность изготовления, устойчивость к агрессивным средам и ударным нагрузкам, возможности миниатюризации и т.д. в сочетании с возможностью управления оптическими свойствами активаторов за счет, к примеру, изменения размеров наночастиц, делают эти среды перспективными материалами для практических применений в различных областях науки и техники. Подавляющее большинство работ в этой области посвящено нанокомпозитам на основе нанокристаллитов полупроводников группы П-УГ (чаще всего сульфид кадмия (CdS), селенид кадмия (CdSe) и их смешанные кристаллы) в полимерной матрице. В таких соединениях ширина запрещенной зоны определяется размером частиц, что делает их

привлекательными для изготовления оптоэлектронных излучателей, одноэлектронных транзисторов, дисплеев на квантовых точках, лазеров и пр. [13-16]. Экспериментально реализованы модели оптических переключателей на основе нанокомпозитов СёБ и СёБе [17,18], однако сложно оценить их быстродействие, поскольку существует значительная неопределенность в оценке характерного времени жизни возбужденного состояния в зависимости от параметров кристаллов и условий возбуждения (например, в [19-21] они варьируются от единиц пикосекунд до десятков микросекунд).

Кроме того, существуют объективные трудности изготовления прозрачных образцов на основе полимеров с высокой концентрацией равномерно распределенных в матрице наночастиц и молекул без их агломерации. В то же время низкая концентрация излучающих частиц и необходимость использования нелинейных спектроскопических методик в субнаносекундном диапазоне времен создает экспериментальные сложности при исследовании сверхбыстрой динамики фотовозбуждений в таких объектах. Наконец, возникновение каналов обмена энергией между самими наночастицами и со средой затрудняет интерпретацию наблюдаемых зависимостей. Поэтому, чтобы проследить изменения динамики фотовозбуждений при переходе от монокристаллических образцов к наночастицам в жидкой или полимерной среде, необходимо проведение исследований в объемных образцах.

Методы фемтосекундной спектроскопии позволяют в прямом эксперименте исследовать процессы фотовозбуждения, измерить временные параметры внутри- и межзонной релаксации и декогеренции в условиях высокой (до 1 ТВ/см2) плотности потока светового излучения. Исследование спектрально-кинетических характеристик кристалла CdS и фталоцианина в полимерной матрице со сверхвысоким временным разрешением актуально в свете последующего использования этих материалов в качестве рабочих сред оптических вычислительных устройств, работающих при комнатных температурах.

Цель и задачи работы

Цель диссертационной работы - экспериментальное исследование сверхбыстрой динамики фотовозбужденных состояний полимерных пленок, допированных фталоцианином, и кристалла сульфида кадмия при комнатной температуре для приложений оптической обработки информации.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

1. Создать на основе фемтосекундного спектрометрического комплекса Казанского физико-технического института экспериментальную установку, позволяющую исследовать сверхбыструю релаксацию возбуждений методами «возбуждение-зондирование», ап-конверсии и четырехволнового смешения в конденсированной фазе.

2. Исследовать динамику фазовой релаксации и населенности возбужденного состояния в пленке поливинилбутираля, допированной фталоцианином, методами спектроскопии сверхвысокого временного разрешения при комнатной температуре.

3. Исследовать динамику и механизм релаксации фотовозбужденных носителей заряда в кристалле CdS методами спектроскопии сверхвысокого временного разрешения при комнатной температуре.

Научная новизна работы

1. Методом вырожденного четырехволнового смешения впервые измерено время фазовой релаксации фталоцианина HW-1009 в пленке поливинилбутираля при комнатной температуре.

2. Впервые на основе вырожденного четырехволнового смешения оптических сигналов при комнатной температуре реализована логическая операция умножения.

3. Впервые определено характерное время захвата фотовозбужденных носителей заряда в монокристалле сульфида кадмия ловушками при

возбуждении фемтосекундными импульсами с центральной длиной волны 800 нм.

Научная и практическая значимость работы

Полученные в данной работе параметры динамики фотовозбуждений в поливинилбутирале, допированном фталоцианином, при температурах 77 К и 300 К могут использоваться для определения параметров электрон-фононного взаимодействия в этой системе. Показано, что при практической реализации оптических вычислительных устройств на основе вырожденного четырехволнового смешения в хромофорных полимерных пленках криогенные температуры не являются необходимым условием.

Измеренные в работе параметры релаксации электронной подсистемы сульфида кадмия необходимы при моделировании процессов эволюции возбужденных состояний, возникающих в рабочих средах под действием фемтосекундных лазерных импульсов, для разработки современных устройств квантовой электроники и оптической обработки информации: оптически управляемых затворов, насыщающихся поглотителей, сверхбыстрых преобразователей длины волны и т. д.

Достоверность и обоснованность результатов обеспечены комплексным характером выполненных экспериментальных исследований, многократной воспроизводимостью и непротиворечивостью результатов, полученных различными методами, совпадением результатов контрольных экспериментов, с результатами теоретических расчетов и модельных экспериментов, а также с установленными фактами, опубликованными в научной литературе.

На защиту выносятся следующие положения: 1. Пленки поливинилбутираля, допированные фталоцианином, могут быть использованы для реализации сверхбыстрых операций логического

умножения в режиме четырехволнового смешения эхо-сигналов при комнатных температурах.

2. Сверхбыстрая динамика носителей заряда в монокристалле CdS при комнатной температуре в условиях возбуждения фемтосекундными лазерными импульсами с центральной длиной волны 800 нм определяется процессами спонтанной рекомбинации фотовозбужденных носителей заряда и их захвата глубокими ловушками.

3. Характерное время внутризонной релаксации горячих носителей заряда в монокристалле CdS при комнатной температуре обратимым образом изменяется с сотен фемтосекунд до единиц пикосекунд при превышении интенсивности возбуждающего излучения порогового значения в 100 ГВт/см2.

Личный вклад автора

Все представленные в данной диссертации экспериментальные данные были получены в лаборатории быстропротекающих молекулярных процессов Казанского физико-технического института КазНЦ РАН (КФТИ) лично автором. Автор принимал участие: в постановке цели и задач исследования, планировании экспериментов; в создании экспериментальной установки (размещение элементов оптической схемы и юстировка, разработка программно-аппаратной системы регистрации и управления экспериментами); в проведении экспериментов и регистрации экспериментальных данных; в анализе, обсуждении и подготовке к публикации полученных результатов.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка сокращений, списка публикаций автора и списка литературы. Общий объем диссертации составляет 131 страницу, включая 61 рисунок и 1 таблицу. Список литературы содержит 1 34 наименования.

Краткое содержание работы

Первая глава посвящена описанию основных идей методов лазерной спектроскопии со сверхвысоким временным разрешением: методики четырехволнового смешения и фотонного эха, техник регистрации динамики наведенного поглощения и изменения показателя преломления, динамики решеток населенности и динамики фотолюминесценции в схеме ап-конверсии.

Во второй главе описываются принципы работы и параметры лазерной системы фемтосекундного спектрометрического комплекса КФТИ, приводятся характеристики системы генерации и усиления фемтосекундных импульсов, систем контроля параметров лазерного излучения. Особое внимание уделено программно-аппаратной системе регистрации и управления экспериментами, разработанной автором с учетом особенностей проводимых спектроскопических экспериментов.

В первой части третьей главы на основе обзора существующей литературы обсуждается возможность применения полимерных пленок, допированных молекулами красителя, в качестве рабочей среды для построения сверхбыстрых оптических вычислительных устройств

В последующих разделах главы приводятся результаты экспериментов по исследованию динамики распада наведенных решеток населенностей, а также сигнала вырожденного четырехволнового смешения в пленке поливинилбутираля, допированной фталоцианином, при температуре жидкого азота и комнатной температуре.

Обосновывается выбор таких пленок в качестве перспективных образцов для создания высокотемпературного эхо-процессора.

В заключение приведен результат практической реализации операции логического умножения над заданными битовыми последовательностями на основе вырожденного четырехволнового смешения при комнатной температуре.

Четвертая глава посвящена экспериментальному исследованию полупроводникового монокристалла сульфида кадмия методами фемтосекундной лазерной спектроскопии. В первой части главы на основе обзора литературы обсуждаются перспективы использования материалов на основе CdS в приложениях оптоэлектроники и систем оптической обработки информации. Указывается на широкий разброс опубликованных величин характерных времен релаксации электронной системы после фотовозбуждения и необходимость провести независимые измерения в условиях возбуждения фемтосекундными импульсами.

В следующем разделе четвертой главы экспериментально исследуются процессы заселения и релаксации зоны проводимости и глубоких уровней в запрещенной зоне методом «возбуждение-зондирование». Установлено характерное время рекомбинации фотовозбужденных носителей заряда и захвата их дефектными центрами.

Приводится результат прямого измерения длительности вынужденной излучательной рекомбинации методом ап-конверсии, что позволило оценить скорость потери кинетической энергии «горячих» носителей заряда с переносом ее в кристаллическую решетку.

Следующий раздел посвящен оценке скорости диффузии возбужденных носителей заряда с использованием метода наведенных решеток. Отмечено, что при увеличении интенсивности возбуждения выше

Л

порога в 100 ГВт/см кривая спада эффективности дифракции на наведённой решётке обнаруживает участок быстрой релаксации с характерным временем в 4 пс Показано, что появление такого участка является проявлением эффекта замедления внутризонной релаксации «горячих» носителей при превышении порогового значения плотности свободных носителей.

С помощью методики вырожденного четырехволнового смешения проводится оценка времени декогеренции для газа фотовозбужденных носителей и продемонстрирован факт возбуждения когерентных оптических фононов с энергией 37.5 мэВ, проявляющийся в появлении дополнительной

полосы в оптическом спектре сигнала вырожденного четырехволнового смешения.

В заключении сформулированы основные результаты и выводы диссертационной работы.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях и семинарах: XVII Международная конференция молодых ученых и специалистов "Оптика 2009" (Санкт-Петербург 2009); XII, XIII, XVIII, XIX Международная молодежная научная школа "Когерентная оптика и оптическая спектроскопия" (Казань, 2009, 2010, 2014, 2015 гг.); IX, X Международный Симпозиум по фотонному эху и когерентной спектроскопии "ФЭКС" (2009, 2013 гг.); Международная конференция "ГСОШ^АТ" (2010, 2013 гг.), на научных семинарах КФТИ КазНЦ РАН.

Публикации

Основные результаты диссертации опубликованы в 8 научных статьях в ведущих рецензируемых журналах, включенных в перечень ВАК [Л1-Л8] и в тезисах конференций [Л9-Л12].

Глава 1. Методы оптической спектроскопии со сверхвысоким

временным разрешением

1.1. Введение

Временное разрешение в оптическом эксперименте определяется скоростью взаимодействия исследуемой среды и измерительного прибора. Например, при обычных условиях молекулы движутся со скоростями порядка 1 км/с; следовательно, для того чтобы проследить за смещением атома на расстояние порядка длины химической связи (10-10 м), требуется

13

временное разрешение на уровне десятых долей пикосекунды (10- с) [22].

В оптической спектроскопии объекты исследуются с помощью взаимодействия со световым излучением. Именно время взаимодействия света с веществом ограничивает временное разрешение. Наиболее эффективный способ повысить временное разрешение - использовать как можно более короткие световые импульсы. За время действия импульса делается «снимок» системы, затем возможно реконструировать эволюцию системы как последовательность таких «снимков» с временным разрешением порядка длительности импульса.

Макроскопические свойства равновесного ансамбля большого количества частиц не зависят от времени. Чтобы наблюдать развитие процесса во времени, необходимо вывести систему из равновесного состояния. Иначе говоря, необходимо «пометить» некоторый макроскопический подансамбль, чтобы в дальнейшем наблюдать его эволюцию независимо от «большой» системы. Для импульсного возбуждения системы также удобно использовать ультракороткие лазерные импульсы. Таким образом, подансамбль может быть первоначально помечен оптическим путем, и в дальнейшем его эволюцию возможно проследить в остальной системе.

Прямое измерение временной формы светового сигнала в масштабе времен пико- и фемтосекунд предполагает использование

быстродействующего фотодетектора и столь же быстрой регистрирующей электроники. Современные фотодетекторы в большинстве случаев ограничивают временное разрешение десятками пикосекунд [23]. Возможны некоторые пути ограниченного улучшения быстродействия, например, при использовании возбуждения синусоидальной формы и последующем измерении сдвига между фазой возбуждения и исследуемого сигнала [24]. Однако применение такого метода существенно затрудняется уже в случае многоэкспоненциального спада, например, люминесценции [25].

Электронно-оптические камеры со скоростной разверткой [26] являются распространенным инструментом получения высокого временного разрешения - в современных устройствах временное разрешение достигает сотен фемтосекунд [27]. При этом они дают возможность одновременной регистрации динамики интенсивности для целого участка длин волн. Основным недостатком таких систем является требование к интенсивности регистрируемого сигнала и ограниченность спектрального диапазона.

Как правило, динамика системы не регистрируется в реальном времени, вследствие того что длительность процессов считывания и записи данных значительно превышает интервалы между последовательно записываемыми состояниями системы («снимками»).

Наилучшие параметры для исследования временной формы оптических сигналов со сверхвысоким разрешением на сегодняшний день предоставляют методы, использующие нелинейные оптические свойства материалов в качестве селектора времени. При использовании любой из таких методик в начальный момент времени образец переводится одним или несколькими лазерными импульсами в состояние, далекое от термодинамического равновесия. Далее регистрируется оптический отклик среды, излученный в заданном направлении. По необходимости регистрируется интегральная интенсивность отклика, его временная или спектральная форма.

В этой главе приводится изложение основных идей этих методов для того, чтобы облегчить понимание тех разделов диссертации, которые посвящены исследованиям с их применением.

1.2. Методы нелинейной спектроскопии. Четырехволновое смешение

Наличие неоднородного уширения в системе предполагает, что весь ансамбль активных частиц не характеризуется единой частотой перехода, а некоторым набором (или континуумом) частот. Простейшим примером такой системы могут служить частицы примеси, имплантированные в матрицу, каждая из которых испытывает влияние собственного локального окружения. Если сдвиги частоты каждой активной частицы в результате неоднородного уширения превышают однородную ширину линии одной частицы, спектр поглощения будет определяться в таком случае в основном распределением резонансных частот активных частиц.

Поляризационный отклик среды на воздействие светового импульса в первом порядке может быть записан как [28]:

Р( 1 >(г) = -{- )\аг'а(г')ех?(- - о^)(г - г')\(г - г') (1)

где а(р) - временной профиль лазерного импульса, ^12 - матричный элемент дипольного момента перехода, 0(&) - функция плотности состояний, О0 -центральная частота в неоднородном распределении, кт(г) - функция релаксации поляризации.

Положим матричные элементы и функции релаксации одинаковыми для всех частиц, вне зависимости от сдвигов частоты. Будем также считать для простоты, что несущая частота лазерного излучения совпадает с центральной частотой в распределении ю0 = П0, тогда, интегрируя по частоте, получим:

Р( 1 )(г) = - ^Ы. Гага(г') ■ ^^ - г')кт(г - г'), (2)

й

где

g(t) = — |Са • О(о)ехр{¡^) (3)

2 п

- результат обратного преобразования Фурье функции неоднородного распределения частот играет роль функции релаксации поляризации. Полная функция релаксации поляризации в системе представляет собой произведение функции дефазировки в условиях однородного уширения (релаксации отдельной частицы) и релаксационной компоненты, связанной с неоднородным уширением. Произведя Фурье-преобразование относительно I, получим частотный спектр поляризационного отклика:

Р( 1 )(а) = -^-Ы-Л(ю) • {Са'О(а')Ит(т - а') (4)

- взвешенную сумму спектров отдельных частиц [28].

В предельном случае, если неоднородное уширение во много раз превосходит однородную ширину линии, общий спектр поглощения системы определяется неоднородным распределением частот, и спад когерентного поляризационного отклика во времени повторяет результат обратного преобразования Фурье неоднородно-уширенного контура линии.

Таким образом, наблюдение спада свободной индукции во времени не добавляет информации к той, что могла бы быть получена из анализа спектра поглощения.

Использование методов линейной спектроскопии не дает в общем случае ответа на вопрос, соответствует ли некоторый спектр поглощения системе с однородным или неоднородным уширением.

Для этого применяются методы нелинейной спектроскопии, например, метод выжигания спектральных провалов, с регистрацией контура однородного уширения в частотной области [29], или методы спектроскопии четырехволнового смешения (ЧВС), позволяющие зарегистрировать спад когерентной поляризации непосредственно во времени.

В основе всех процессов четырехволнового смешения лежит взаимодействие в нелинейной среде трех выделенных электромагнитных полей с возникновением в результате четвертого. Электрическое поле лазерного импульса, распространяющегося в среде, наводит осцилляции поляризации в веществе. Наведенная поляризация затем переизлучает электрическое поле с некоторым фазовым сдвигом, обусловленным затуханием колебаний отдельных диполей. Этот процесс линеен, т.е. частота переизлученной электромагнитной волны не изменяется и соотносится с релеевским рассеянием света [30]. Воздействие второй волны также изменяет поляризацию среды, и интерференция двух волн приводит к образованию периодической (гармонической) структуры в распределении наведенной поляризации. Третье поле, в свою очередь, взаимодействует со средой, влияя на поляризацию среды. Результирующие биения на суммарных и разностных частотах приводят к возникновению четвертого поля в нелинейно-оптическом процессе третьего порядка. Поскольку компоненты поляризации на комбинационных частотах проявляют себя как новые источники поля, то в результате такого взаимодействия возникают поля с другими направлениями распространения (волновыми векторами, удовлетворяющими условиям фазового синхронизма), а если среда анизотропна, то и с другими поляризациями [31].

1.3. Явление самодифракции. Методика фотонного эха

Характерная черта экспериментов, использующих смешение волн, например, экспериментов по исследованию самодифракции световых импульсов - это регистрация сигнала в направлении, отличном от направления импульсов возбуждения, и, следовательно, свободном от фоновой засветки.

При взаимодействии лазерного импульса с волновым вектором к2 и волны оптической поляризации в среде, наведенной другим импульсом с

волновым вектором к1, в объеме образца создается наведенная синусоидальная решетка с волновым вектором к2- к1 (см. рисунок 1), на которой волна поляризации частично дифрагирует.

2к2-к., к2

2кгк2 ЗкА~2к2

Рисунок 1. Сигналы самодифракции в схеме с двухимпульсным возбуждением

Эти испытавшие дифракцию волны поляризации, в свою очередь, выступают в качестве источников электромагнитного излучения, которое излучается в направлениях:

к2 + п(к2 - к1) и к1 + п(к1 - к2), где п = 0, 1, 2,.. (5)

Двухимпульсные эксперименты, таким образом, можно подразделить по значению порядка дифракции п. При п = 0 направления излучения сигнала совпадают с исходными направлениями импульсов возбуждения, что дает схему «возбуждение-зондирование». Слагаемые сигнала с п = 1 регистрируются в экспериментах по четырехволновому смешению. Аналогично этому компонента с п = 2 соответствует сигналам шестиволнового смешения.

Как правило, с ростом п чрезвычайно быстро падает интенсивность излучаемых сигналов. Это легко объяснимо - сигналы с высокими значениями п обязаны высоким порядкам нелинейной восприимчивости среды. Так, для наблюдения четырехволнового смешения требуется нелинейная восприимчивость третьего порядка %з, а для экспериментов по шестиволновому смешению - пятого порядка х5 [32]. Эксперименты с эффектами более высокого порядка реализовать крайне трудно, поэтому на

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Леонтьев, Андрей Владимирович, 2017 год

Литература

1. Femtosecond Chemistry / eds. Manz J., Woste L. - New York : Weinheim, 1995. - Vol. 1-2. - 916 p.

2. Zewail A.H. Femtochemistry: Atomic-scale dynamics of the chemical bond / A.H. Zewail // J. Phys. Chem. - 2000. - Vol. 104. - № 24. - P. 5660-5694.

3. Крюков, П.Г. Лазеры ультракоротких импульсов и их применения / П. Г. Крюков. - Долгопрудный : Интеллект, 2012. - 247 с.

4. Caulfield H. J. Why future supercomputing requires optics / H. J. Caulfield, S. Dolev // Nature Photonics. - 2010. - Vol. 4. - №. 5. - P. 261-263.

5. Lin S. Demonstration of optical computing logics based on binary decision diagram / S. Lin, Y. Ishikawa, K. Wada //Optics express. - 2012. - Vol. 20. -№. 2. - P. 1378-1384.

6. Fresch, B. Parallel and Multivalued Logic by the Two-Dimensional PhotonEcho Response of a Rhodamine-DNA Complex / B. Fresch, M. Cipolloni, T.M. Yan, E. Collini, R. D. Levine, F. Remacle //The journal of physical chemistry letters. - 2015. - Vol. 6. - №. 9. - P. 1714-1718.

7. Ollikainen, O. Terahertz bit-rate parallel multiplication by photon echo in low-temperature dye-doped polymer film / O.Ollikainen, C. Nilssona, J. Gallusa, D. Ernia , A. Rebane // Opt. Commun. - 1998. - Vol.147. - № 4-6. - P. 429-435.

8. Rebane, A. Ultrafast optical processing with photon echoes / A. Rebane, M. Drobizhev, Ch. Sigel, W. Ross, J. Gallus // Journal of Luminescence. - 1999. -Vol. 83-84. - P. 325-333.

9. Калачев, А.А. Когерентные явления в оптике / А.А. Калачев, В.В. Самарцев. - Казань: Издательство КГУ, 2003. - 280 c.

10. Becker, P.C. Femtosecond photon echoes from band-to-band transitions in GaAs / P.C. Becker, H.L. Fragnito, C.H.B. Cruz, R.L. Fork, J.E. Cunningham, J.E. Henry, C.V. Shank // Phys. Rev. Let. - 1998. - Vol. 61. - № 14. - P. 1647-1649.

11. Chen C. J. Preparation of quantum dot/polymer light conversion films with alleviated Förster resonance energy transfer redshift / C. Chen, C. C. Lin, J.Y.

Lien, S. L. Wang, R. K. Chiang //Journal of Materials Chemistry C. - 2015. -Vol. 3. - №. 1. - P. 196-203.

12. Poltavtsev S. V. Photon echo transients from an inhomogeneous ensemble of semiconductor quantum dots / S. V. Poltavtsev, M. Salewski, Yu. V. Kapitonov, I. A. Yugova, I. A. Akimov, C. Schneider, M. Kamp, S. Höfling, D. R. Yakovlev, A. V. Kavokin, M. Bayer // Physical Review B. - 2016. - Vol. 93. - №. 12. - P. 121304.

13. Maleki, M. A facile route for preparation of CdS nanoparticles / M.Maleki, M. Sasani Ghamsari, Sh. Mirdamadi, R. Ghasemzadeh // Semiconductor Physics Quantum Electronics and Optoelectronics. - 2007. -Vol. 10. -P. 30.

14. Demir, H.V. Tuning shades of white light with multi-color quantum-dot-quantum-well emitters based on onion-like CdSe-ZnS heteronanocrystals / H. V. Demir, N. Sedat, M. Evren, O. Tuncay, S. Sapra, N. Gaponik, A. Eychmüller. // Nanotechnology. -2008. -Vol. 19. - № 33. - P. 335203.

15. Жарков, Д.К., Сафиуллин Г.М., Никифоров В.Г. и др. // Сб. ст. XIV международной молодежной научной школы "Когерентная оптика и оптическая спектороскопия". - Казань: Издательство КГУ, 2010. - С. 59.

16. Петрушкин, С.В. Перспективы оптического охлаждения нанокомпозитов CdS / С. В. Петрушкин // Известия РАН. Серия физическая. - 2012. - T 76. - № 3. - С. 318-321.

17. Piccione, B. All-optical active switching in individual semiconductor nanowires / B. Piccione, C. H. Cho, L. K. Van Vugt, R. Agarwal // Nature nanotechnology. - 2012. - Vol. 7. - №. 10. - P. 640-645.

18. Valligatla, S. Nonlinear optical switching and optical limiting in colloidal CdSe quantum dots investigated by nanosecond Z-scan measurement / S. Valligatla, K. K. Haldar, A. Patra, N. R. Desai //Optics & Laser Technology. -2016. - Vol. 84. - P. 87-93.

19. Lambe, J. Recombination processes in cadmium sulfide / J. Lambe // Physical Review. - 1955. - Vol. 98. - №. 4. - P. 985.

20. Evenor, M. Time-resolved photoluminescence in the picosecond time domain from CdS crystals immersed in electrolytes / M. Evenor, , S. Gottesfeld, Z. Harzion, D. Huppert, S.W. Feldberg // J. Phys. Chem.(United States). - 1984. -Vol. 88. - №. 25. - P. 6213-6218.

21. Zhang, J. Z. Femtosecond studies of interfacial electron-hole recombination in aqueous CdS colloids / J. Z. Zhang, R. H. O'Neil, T. W. Roberti // Applied Physics Letters. - 1994. - Vol. 64. - №. 15. - P. 1989-1991.

22. Zewail, A.H. The Uncertainty Paradox: The Fog That Was Not. / A. H. Zewail // Nature. - 2001. - Vol. 412. - P. 279.

23. Femtosecond laser pulses: principles and experiments / eds. C. Rullière. - New York : Springer, 2005. - 426 p.

24. Henry, C. H. Lifetimes of Bound Excitons in CdS / C. H. Henry and K. Nassau // Phys. Rev. B. - 1970. - Vol. 1. - P. 1628-1634.

25. Shah, J. Ultrafast luminescence spectroscopy using sum frequency generation / J. Shah // IEEE J. Quant. Electron. - 1988. - Vol. 24. - P. 276-288.

26. Kubicki, A. A. Time-resolved streak camera system with solid state laser and optical parametric generator in different spectroscopic applications / A. A. Kubicki, P. Bojarski, M. Grinberg, M. Sadownik and B. Kuklinski // Optics Communications. - 2006. - Vol. 263. - № 2. - P. 275-280.

27. Mourou, G. A picosecond jitter streak camera / G. Mourou, W. Knox // Appl. Phys. Lett. - 1980. - Vol. 36. - P. 623.

28. Weiner, A. M. Ultrafast Time-Resolved Spectroscopy, in Ultrafast Optics / A. M. Weiner. - New York: Wiley, 2008. - 598 p.

29. Friedrich J., Haarer D. Photochemical hole burning: a spectroscopic study of relaxation processes in polymers and glasses //Angewandte Chemie International Edition in English. - 1984. - Vol. 23. - №. 2. - P. 113-140.

30. Mukamel S. Principles of Nonlinear Optical Spectroscopy / S. Mukamel // Oxford Univ. Press, 1995. - 549 p.

31. Shen Y.R. The Principles of Nonlinear Optics / Y. R. Shen // Wiley, New York, 1984. - 570 p.

32. Optics of semiconductors and their nanostructures / eds. H. Kalt, M. Hetterich . - New York: Springer, 2004 - 348 p.

33. Копвиллем У.Х., Нагибаров В.Р. // Материалы 9-го всесоюзного совещанияпо физике низких температур, Ленинград, Россия, 26 июня - 2 июля 1962 г. Физика металлов и металловедение - 1963. - Т.15. - С.313.

34. Kurnit, N.A. Observation of a Photon Echo / N.A. Kurnit, I.D. Abella, S.R. Hartmann // Phys. Rev. Lett. - 1964. - Vol. 13. - P. 567.

35. Hahn, E.L. Spin echoes / E.L. Hahn //. Phys. Rev. - 1950. - Vol. 80. - P. 580594.

36. Ален, Л. Оптический резонанс и двухуровневые атомы / Л. Ален, Дж. Эберли. - Москва: Мир, 1978. - 222 c.

37. Маныкин, Э.А. Оптическая эхо-спектроскопия / Э.А. Маныкин, В.В. Самарцев.- Москва: Наука, 1984. - 270 с.

38. Weiner, A. M. Ultrafast Time-Resolved Spectroscopy // Ultrafast Optics / Weiner A. M. - New York :Wiley, 2008. - Ch. 9. - P. 422-506.

39. Nagasawa, Y. Two-dimensional analysis of integrated three-pulse photon echo signals of Nile blue doped in PMMA / Y. Nagasawa, K. Seike, T. Muromoto, T. Okada // J. of Phys. Chem. A. - 2003. - Vol. 107. - №. 14. - P. 2431-2441.

40. Agarwal R. Two-color three pulse photon echo peak shift spectroscopy / R. Agarwal, B. S. Prall, A. H. Rizvi, M. Yang, G. R. Fleming // The Journal of chemical physics. - 2002. - Vol. 116. - №. 14. - P. 6243-6252.

41. Ito, K. Ultrafast lensing effect of ß-carotene in n-hexane solution / K. Ito, M. Mutoh, A. Harata, T. Sawada// Chem. Phys. Lett. - 1997. - V.275. -P.349.

42. Fang H. L. The thermal lens in absorption spectroscopy / H. L. Fang, R. L. Swofford // Ultrasensitive laser spectroscopy. - 1983. - P. 175-232.

43. Weber C. Measurement of the diffusion-length of carriers and excitons in CdS using laser-induced transient gratings / C. Weber, U. Becker, R. Renner, C. Klingshirn //Zeitschrift für Physik B Condensed Matter. - 1988. - Vol. 72. - №. 3. - P. 379-384.

44. Misra, P. Ultraviolet spectroscopy and UV lasers / P. Misra, M. A. Dubinskii. -CRC Press, 2002 - 569p.

45. Херман, Й. Лазеры сверхкоротких световых импульсов / Й. Херман., Б. Вильгельми. - Москва : Мир, 1986. - 368 с.

46. Brabec, T. Kerr lens mode locking / T. Brabec, Ch. Spielmann, P. F. Curley, and F. Krausz //Optics letters. - 1992. - Vol. 17. - №18. - P. 1292-1294.

47. Крюков, П. Лазеры ультракоротких импульсов / П. Крюков // Квантовая электроника. - 2001. - Т. 31. - №2.— С. 95-119.

48. Fork, R. L. Negative dispersion using pairs of prisms / R. L. Fork, O. E. Martinez, J. P. Gordon // Opt. Lett. - 1984. - Vol. 9, - №5. - P. 150-152.

49. Diels, J. Ultrashort laser pulse phenomena / J. Diels, W. Rudolph; eds. P. Liao, P. Kelley. - Elsevier : London, 2006. - 680 p.

50. Terazima M. Separation of transient absorption and population lens effect from the" thermal lens" signal / M. Terazima, T. Hara, N. Hirota //The Journal of Physical Chemistry. - 1993. - Vol. 97. - №. 51. - P. 13668-13672.

51. Kading O. W. Transient thermal gratings at surfaces for thermal characterization of bulk materials and thin films / O. W. Kading, H. Skurk, A. A. Maznev, E. Matthias //Applied Physics A: Materials Science & Processing. - 1995. - Vol. 61. - №. 3. - P. 253-261.

52. Barty, C. P. J. Multiterawatt 30-fs Ti:sapphire laser system / C. P. J. Barty, C. L. Gordon, B. E. Lemoff, // Opt. Lett., 1994. - Vol.19. - №18. - P. 1442-1444.

53. Fork, R. L.Amplification of 70-fs optical pulses to gigawatt powers / R. L. Fork, C. V. Shank, R. T. Yen //Applied Physics Letters. - 1982. - Vol. 41. - №. 3. - P. 223-225.

54. Фемтосекундный лазерный конструктор [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.avesta.ru/pagesrus/femtosecond-laser-systems/16-.htm. (дата обращения: 13.04.2017)

55. Finesse 4w laser. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.laserquantum. com/products/detail.cfm?id=. (дата обращения: 13.04.2017)

56. Iaconis, C. Spectral phase interferometry for direct electric-field reconstruction of ultrashort optical pulses / C. Iaconis, I.Walmsley // Optics letters. - 1998. -Vol. 23. - №10. - P. 792-794.

57. Iaconis, C. Self-referencing spectral interferometry for measuring ultrashort optical pulses / C. Iaconis, I. Walmsley // IEEE Journal of Quantum Electronics. - 1999. - Vol. 35, -№4. - P. 501-509.

58. Temple, P. A. An introduction to phase-sensitive amplifiers: An inexpensive student instrument / P. A. Temple // American Journal of Physics. -1975. - Vol. 43. - №9. - P. 801-807.

59. van Exter, M. Converting an am radio into a high-frequency lock-in amplifier in a stimulated raman experiment / M. van Exter, A. Lagendijk // Review of Scientific Instruments. - 1986. - Vol. 57. - №3. - P. 390-392.

60. Евсеев, И. В. Когерентные переходные процессы в оптике / И. В. Евсеев, Н. Н. Рубцова, В. В. Самарцев. - Москва: Физматлит, 2009. - 536 с.

61. Persistent spectral hole-burning: science and applications / eds. W. E.Moerner // Topics in Current Physics. - Vol. 44. - New York : Springer, 1988 - 315 p.

62. Mossberg, T.W. Time-domain frequency-selective optical data storage / T.W. Mossberg // Optics Letters. - 1982. - Vol. 7. - № 2. - P. 77-79.

63. Mossberg T.W. Swept-carrier time-domain optical memory/ T.W. Mossberg // Optics Letters. - 1992. - V.17. - P. 535.

64. Babbitt W.R. Time-domain frequency collective optical data storage in a solid state material / Babbitt W.R., Mossberg T.W. // Opt. Commun. - 1988. - V. 65.

- №3. - P. 185-188.

65. Kroll, S. Photon-echo-based logical processing / S. Kröll, U. Elman // Optics letters. - 1993. - Vol. 18. - №. 21. - P. 1834-1836.

66. Ross, W. Demonstration of an ultrafast logic gate by interference of coherent transients / W. Ross, M. Drobizhev, C. Sigel, A. Rebane //Las. Physics. - 1999.

- Vol. 9. - №5. - P. 1102-1107.

67. Rebane, A. K. Femtosecond photon echo spectroscopy in single laser shot / A. K. Rebane, J.Gallus, O Ollikainen //Laser physics. - 2002. - Vol. 12. - №. 7. - P. 1-9.

68. De La Torre, G. Phthalocyanines and related compounds: organic targets for nonlinear optical applications / G. de la Torre, P. Vázquez, F. Agulló-López, T. Torres //J. of Mat. Chem. - 1998. - Vol. 8. - №. 8. - P. 1671-1683.

69. O'Flaherty S. M. Molecular engineering of peripherally and axially modified phthalocyanines for optical limiting and nonlinear optics / S.M. O'Flaherty, S.V. Hold, M.J. Cook, T.Torres, Y. Chen, M. Hanack, W.J. Blau // Advanced materials. - 2003. - Vol. 15. - №. 1. - P. 19-32.

70. Guo, L. Optical and non-linear optical properties of vanadium oxide phthalocyanine films / L. Guo, G. Ma, Y. Liu, J. Mi, S. Qian, L. Qiu // Applied Physics B: Lasers and Optics. - 2002. - Vol. 74. - №. 3. - P. 253-257.

71. Yuan, P. Ultrafast optical Kerr effect of phthalocyanine / P. Yuan, Z. Xia, Y.H. Zou, L. Quiu, J. Shen, Y. Shen, H. Xu // Chemical physics letters. - 1994. -Vol. 224. - №. 1-2. - P. 101-105.

72. Kumar, R. S. S. Ultrafast nonlinear optical properties of alkyl phthalocyanines investigated using degenerate four-wave mixing technique / R. S. S. Kumar, S. V. Rao, L. Giribabu, D. N. Rao // Optical Materials. - 2009. - Vol. 31. - №. 6. - P. 1042-1047.

73. Nyokong, T. The renaissance in optical spectroscopy of phthalocyanines and other tetraazaporphyrins / T. Nyokong, H. Isago //Journal of Porphyrins and Phthalocyanines. - 2004. - Vol. 8. - №. 09. - P. 1083-1090.

74. Nalwa, H. S. Third-order optical nonlinearities of tetrakis-n-pentoxy carbonyl metallo-naphthalocyanines / H. S. Nalwa, A. Kakuta and A. Mukoh // Chem. Phys. Lett. - 1993. - Vol. 203. - №1-2. - P. 109.

75. Samoc, M. Femtosecond Z-scan and degenerate four-wave mixing measurements of real and imaginary parts of the third-order nonlinearity of soluble conjugated polymers / M. Samoc, A. Samoc, B. Luther-Davies, Z. Bao, L. Yu, B. Hsieh, and U. Scherf // JOSA B. - 1998. - Vol. 15. - №. 2. - P. 817825.

76. Luther-Davies, B. Third-order nonlinear optical organic materials for photonic switching / B. Luther-Davies, M. Samoc // Current Opinion in Solid State and Materials Science. - 1997. - Vol. 2. - №. 2. - P. 213-219.

77. Eichler, H. J. Laser-induced dynamic gratings / H. J. Eichler, P. Günter, D. W. Pohl // Springer series in optical sciences. - Vol. 50. - New York: Springer, 2013. - 249 p.

78. Howe, L. Ultrafast studies of excited-state dynamics of phthalocyanine and zinc phthalocyanine tetrasulfonate in solution / L. Howe, J. Z. Zhang // J. of Phys. Chem. A. - 1997. - Vol. 101. - №. 18. - P. 3207-3213.

79. Weiner, A. M., Three-pulse scattering for femtosecond dephasing studies: theory and experiment / A. M. Weiner, S. De Silvestri, E. P. Ippen // JOSA B. -1985. - Vol. 2. - №. 4. - P. 654-662.

80. Kobayashi, T. The application of incoherent light for the study of femtosecond-picosecond relaxation in condensed phase / T. Kobayashi, A. Terasaki, T. Hattori, K. Kurokawa // Appl. Phys. B. - 1988. - Vol. 47. - № 2. - P.107-125.

81. Hattori T. Femtosecond dephasing in a polydiacetylene film measured by degenerate four-wave mixing with an incoherent nanosecond laser / T. Hattori, T. Kobayashi // Chem. Phys. Let. - 1987. - Vol. 133. - №. 3. - P. 230-234.

82. Каримуллин, К. Р. Сверхбыстрая оптическая дефазировка в примесном полиметилметакрилате: исследования методом некогерентного фотонного эха с фемтосекундным временным разрешением / К.Р. Каримуллин, Ю.Г. Вайнер, И.Ю. Еремчев //Уч. зап. Казанского университета. Серия Физ.-мат. науки. - 2008. - Т. 150. - №. 2. - C. 149.

83. Weiner, A. M. Femtosecond pulse shaping using spatial light modulators / A. M. Weiner // Review of Scientific Instruments. - 2000. - Vol. 71. - № 5. - P. 1929-1960.

84. Чемес Е. А. Оптическая запись и воспроизведение цифровой информации / Е. А. Чемес. - Издательство АО БАХВА, 2005. - 316 c.

85. Fox, E. C. Ultrafast carrier recombination and plasma expansion via stimulated emission in II-VI semiconductors / E. C. Fox, H. M. Van Driel // Physical Review B. - 1993. - Vol. 47. - №. 3. - P. 1663.

86. Fox, E. C. Femtosecond probing of photoinduced refractive index changes in semiconductors //Ultrashort Processes in Condensed Matter / E. C. Fox, H. M. Van Driel. - New York:Springer, 1993. - P. 1-51.

87. Miller, A. Dynamic non-linear optical processes in semiconductors / A. Miller, D. A. B. Miller, S. D. Smith // Advances in Physics. - 1981. - Vol. 30. - №. 6. - P. 697-800.

88. Stegeman, G. I. Nonlinear Guided-Wave Phenomena: / G. I. Stegeman, R. H. Stolen //Journal of the Optical Society of America B Optical Physics. - 1988. -Vol. 5. - № 2. - P. 264.

89. Chemla, D. S. Nonlinear Optical Properties of Semiconductor Quantum Wells / D. S. Chemla, D. A. B. Miller, S. Schmitt-Rink // Optical Nonlinearities and Instabilities in Semiconductors / Eds. H. Haug. - New York: Academic Press, 1988. - P. 83-120.

90. Gibbs H. M. Nonlinear photonics: Prospects and problems / H. M. Gibbs, G. Khitrova //Nonlinear Photonics. - Springer Berlin Heidelberg, 1990. - P. 1-6.

91. Othonos, A. Probing ultrafast carrier and phonon dynamics in semiconductors / A. Othonos //Journal of Applied Physics. - 1998. - Vol. 83. - №. 4. - P. 1789-1830.

92. Lami, J. F. Two-photon excited room-temperature luminescence of CdS in the femtosecond regime / J. F. Lami, C. Hirlimann // Physical Review B. - 1999. -Vol. 60. - №. 7. - P. 4763.

93. Stanley, A. G. Cadmium sulfide solar cells / A. G. Stanley // Applied Solid State Sciences. - 1975. - Vol. 5. - P. 251.

94. Liu, P. Cadmium sulfide nanowires for the window semiconductor layer in thin film CdS-CdTe solar cells / P. Liu, V. P. Singh, C. A. Jarro and S. Rajaputra // Nanotechnology. - 2011. - Vol. 22. - №. 14. - P. 145304.

95. Dai, J. The excitonic photoluminescence mechanism and lasing action in band-gap-tunable CdS1-XSeX nanostructures / J. Dai, P. Zhou, J. Lu, H. Zheng, J. Guo, F. Wang, N. Gua and C. Xu // Nanoscale. - 2016. - Vol. 8. - №. 2. - P. 804-811.

96. Gibbs H. Optical bistability: controlling light with light / H. Gibbs. -Amsterdam: Elsevier, 2012. - 484 p.

97. Erlacher, A. Low-power all-optical switch by superposition of red and green laser irradiation in thin-film cadmium sulfide on glass / A. Erlacher, H. Miller, B. Ullrich //J. of Appl. Phys. - 2004. - Vol. 95. - №. 5. - P. 2927-2929.

98. Demir, H. V. Quantum dot integrated LEDs using photonic and excitonic color conversion / H. V. Demir, S. Nizamoglu, T. Erdem, E. Mutlugun, N. Gaponik, A. Eychmuller // Nano Today. - 2011. - Vol. 6. - №. 6. - P. 632-647.

99. Chon, J. W. M. Two-photon-induced photoenhancement of densely packed Cd Se/ Zn Se/ Zn S nanocrystal solids and its application to multilayer optical data storage / J. W. M. Chon, P. Zijlstra, M. Gu //Applied physics letters. - 2004. -Vol. 85. - №. 23. - P. 5514-5516.

100. Lu, Z.S. Quantum dot-based nanocomposites for biomedical applications / Z.S. Lu, C.M. Li // Current medicinal chemistry. - 2011. - Vol. 18. - №. 23. - P. 35163528.

101. Fox, E. C. Femtosecond time-resolved refractive index changes in CdS0.75Se0.25 and CdS / E. C. Fox, E. Canto-Said, and H. M. van Driel //Applied physics letters. - 1991. - Vol. 59. - №. 15. - P. 1878-1880.

102. Днепровский, B.C. Перестройка спектров излучения электронно-дырочной плазмы CdSe при сильном замедлении внутризонной релаксации / B. C. Днепровский, В. И. Климов, М. Г. Новиков // Письма в ЖЭТФ. - 1990. - Т. 52. - №. 10. - С. 1130-1134.

103. Lami, F. Observation of interband two-photon absorption saturation in CdS / F. Lami, P. Gilliot, C. Hirlimann // Phys. Rev. Lett. - 1996. - Vol. 77. - № 8. - P. 16321635.

104. Landolt-Börnstein, N. D. Functional Relationships in Science and Technology / N. D. Landolt-Börnstein // Group III. -Vol. 16. - Berlin: Springer, 1982.

105. Ninomiya, S. Optical properties of wurtzite CdS / S. Ninomiya , S. Adachi // J. of App. Phys. - 1995. - Vol. 78. - №. 2. - P. 1183-1190.

106. Vogel, D. Self-interaction and relaxation-corrected pseudopotentials for II-VI semiconductors / D. Vogel, P. Krüger, J. Pollmann, P. Krüger, J. Pollmann // Physi. Rev. B. - 1996. - Vol. 54. - №. 8. - P. 5495.

107. Lambe, J. J. Nature of edge emission in cadmium sulfide / J. J. Lambe , C. C. Klick, D. L. Dexter //Phys. Rev. - 1956. - Vol. 103. - №. 6. - P. 1715.

108. Taft, E. A. Note on Quenching of Photoconductivity in Cadmium Sulfide / E. A. Taft, M. H. Hebb // JOSA. - 1952. - Vol. 42. - №. 4. - P. 249-251.

109. Seyhan, A. Photoluminescence spectroscopy of CdS and GaSe. Master Thesis / A. Seyhan. The Middle East Technical University, 2003. - 88 p.

110. Li, H. P. Optical nonlinearities and photo-excited carrier lifetime in CdS at 532 nm / H.P Li, C.H Kam, Y.L Lam, W Ji // Optics communications. - 2001. -Vol. 190. - №. 1. - P. 351-356.

111. Eichler, H. J. Laser-Induced Dynamic Gratings / H. J. Eichler, P. Günter, D. W. Pohl. - New York: Springer-Verlag, 1986. - P. 84-91.

112. Dneprovskii, V. S. Recombination dynamics of an electron-hole plasma in cadmium sulfide / V. S. Dneprovskii, V. I. Klimov, M. G. Novikov // Sov. Phys. Solid State. - 1988. - Vol. 30. - P. 1694.

113. Chandrasekhar, S. Radiative transfer. - New York: Dover Publications, 2013. - 416 p.

114. Dumke, W. P. Spontaneous radiative recombination in semiconductors / W. P. Dumke // Phys. Rev. - 1957. - Vol. 105. - №. 1. - P. 139.

115. Епифанов, М. С. Фотонный перенос возбуждения неравновесных носителей заряда в полупроводниках / М.С. Епифанов, Е.А. Боброва, Г.Н. Галкин // ФТП. -1975. - Т. 9. - №. 8. - С. 1529-1533.

116. Царенков, Г. В. Дрейф рекомбинационного излучения в варизонном полупроводнике / Г. В. Царенков // Физ. и техн. полупроводников. - 1979. -Т. 13. - №. 6. - С. 1095-1103.

117. Seeger K. Elementary Properties of Semiconductors // Semiconductor Physics. - Berlin: Springer, 2004. - 538 p.

118. Van Driel, H. M. Influence of hot phonons on energy relaxation of high-density carriers in germanium / H. M. Van Driel // Physical Review B. - 1979. - Vol. 19. - №. 11. - P. 5928.

119. Vasconcellos, A. R. Coupled electron-hole plasma-phonon system in far-from-equilibrium semiconductors / A. R. Vasconcellos, R. Luzzi // Physical Review B. - 1980. - Vol. 22. - №. 12. - P. 6355.

120. Potz, W. Cooling of highly photoexcited electron-hole plasma in polar semiconductors and semiconductor quantum wells: a balance-equation approach / W. Potz, P. Kocevar // Phys. Rev. B. - 1983. - Vol. 82. - P. 7040.

121. Puls J. Femtosecond Studies of Room Temperature Optical Nonlinearities in Wide-Gap II-VI Compounds / J. Puls, W. Rudolph, F. Henneberger, D. Lab // Physica Status Solidi B. - 1988. - Vol. 150. - №. 2. - P. 419-423.

122. Балтрамеюнас, Р. Анизотропия разогрева фото возбужденных электронов в монокристаллах CdS / Р. Балтрамеюнас, А. Жукаускас, Э. Куокштис // Письма в ЖЭТФ. - 1981. - Т. 34. - №. 4. - С. 204-207.

123. Vengurlekar, A. S. Large reduction in hot-carrier energy-loss rates in CdSe caused by nonequilibrium optical phonons / A. S. Vengurlekar, S. S. Prabhu, S. K. Roy, and J. Shah // Physical Review B. - 1994. - Vol. 50. - №. 20. - P. 15461.

124. Guerreiro P. T. PbS quantum-dot doped glasses as saturable absorbers for mode locking of a Cr: forsterite laser / P. T. Guerreiro, S. Ten, N. F. Borrelli, J. Butty, G. E. Jabbour, N. Peyghambarian // Applied Physics Letters. - 1997. -Vol. 71. - №. 12. - P. 1595-1597.

125. Terazima M. Transient lens spectroscopy in a fast timescale / M. Terazima // Israel journal of chemistry. - 1998. - Vol. 38. - №. 3. - P. 143-157.

126. Saito H. Picosecond spectroscopy of highly excited CdS / H. Saito, E. O. Göbel // Physical Review B. - 1985. - Vol. 31. - №. 4. - P. 2360.

127. Spear W. E. Electron and hole transport in CdS crystals / W. E. Spear, J. Mort // Proceedings of the Physical Society. - 1963. - Vol. 81. - №. 1. - P. 130.

128. Junnarkar, M.R Photogenerated high-density electron-hole plasma energy relaxation and experimental evidence for rapid expansion of the electron-hole plasma in CdSe / M.R Junnarkar, R.R. Alfano // Phys. Rev. B. - 1986. - Vol. 34. - p. 7045.

129. Rudolp, W. Femtosecond studies of transient nonlinearities in wide-gap II-VI semiconductor compounds / W. Rudolph, J. Puis, P. Henneberger, D. Lap // Phys. Stat. Sol. B. - 1990. - Vol. 159. - P. 49.

130. Hillmann, F. Two-photon excited photon echo in CdS / F. Hillmann, J. Voigt, H. Redlin // Appl. Phys. Lett. - 2000. - V.77. - № 25. - P. 4181-4184.

131. Zimin, L. LO Phonon Renormalization in Optically Excited CuCl Nanocrystals / L. Zimin, S. V. Nair, Y. Masumoto // Phys. Rev. Lett. - 1998. -Vol. 80. - P. 3105.

132. Banyai, L. Exciton-LO-Phonon Quantum Kinetics: Evidence of Memory Effects in Bulk GaAs / L. Banyai, D. B. T. Thoai, E. Reitsamer, H. Haug, D. Steinbach, M. U. Wehner, M. Wegener, T. Marschner, W. Stolz // Phys. Rev. Lett. - 1995. - Vol. 75. - P. 4335.

133. Li, L. Band gap variation of size-and shape-controlled colloidal CdSe quantum rods / L. Li, J. Hu, W. Yang, A. P. Alivisatos // Nano Letters. - 2001. - Vol. 1. - №. 7. - P. 349-351.

134. Khanna, P. K. Light emitting CdS quantum dots in PMMA: synthesis and optical studies / P. K. Khanna, N. Singh // Journal of Luminescence. - 2007. -Vol. 127. - №. 2. - P. 474-482.

Публикации автора по теме диссертации Статьи в рецензируемых научных журналах

A1. Леонтьев А. В. Двухканальный режим исследования сигналов фемтосекундного фотонного эха в полимерных пленках, допированных красителем, при комнатной температуре/ А.В. Леонтьев, В.С. Лобков, К.М. Салихов, В.В. Самарцев, Г.М. Сафиуллин, В.В. Зуйков // Уч. Зап. Казанского университета. Серия Физ.-мат. науки. - 2007. - Т. 149. - №. 1.

- C.79-83.

A2. Lobkov, V. S. Femtosecond primary and stimulated photon echoes in a dye-doped polymer film at room temperature / V. S. Lobkov, A. V. Leontiev, K. M. Salikhov, V. V. Samartsev, G. M. Safiullin, A. Y.Vorobyev, V. A. Zuikov // Laser physics. - 2007. - Vol. 17. - №. 4. - P. 332-338. A3. Ivanin, K. V. Femtosecond four-wave mixing spectroscopy on CdS crystal at room temperature / K. V. Ivanin, A. V. Leontyev, V. S. Lobkov, V. G. Nikiforov, K. M. Salikhov, V. V. Samartsev, G. M. Safiullin // Laser Physics Letters. - 2009. - Vol. 6. - №. 9. - P. 644-646. A4. Safiullin, G. M. Femtosecond echo-processing in a dye-doped polymer film at room temperature / G. M. Safiullin, V. G. Nikiforov, V. S. Lobkov, V. V. Samartsev, A. V. Leontiev // Laser Physics Letters. - 2009. - Vol. 6. - №. 10.

- P. 746-752.

A5. Сафиуллин, Г. М. Реализация фемтосекундного эхо-процессинга при комнатной температуре / Г.М. Сафиуллин, В.Г. Никифоров, В.С. Лобков, В.В. Самарцев, А.В. Леонтьев // Известия Российской академии наук. Серия физическая. - 2010. - Т. 74. - №. 7. - С. 969-971. A6. Leontiev, A. V. «Entangled» free-induction decay in CdS crystal under two-photon excitation by two crossed laser beams / A. V. Leontiev, V. S. Lobkov, T. G. Mitrofanova, A. G. Shmelyov, V. V Samartsev // Laser Physics Letters. -2012. - Vol. 9. - №. 9. - P. 654-657.

A7. Леонтьев, А.В. Термализация "горячих" носителей и динамика населенности уровня ловушек в кристалле CdS с фемтосекундным временным разрешением / А.В. Леонтьев, К.В. Иванин, В.С. Лобков, В.В. Самарцев, Г.М. Сафиуллин // Уч. Зап. Казанского университета. Серия Физ.-мат. науки. - 2013. - Т. 155. - №. 1. - С. 85-89. A8. Shmelev, A.G. Ultrafast Below-Band-Gap Laser Pulse Induced Relaxations In CdS Crystal / A.G. Shmelev, A.V. Leontyev, V.G. Nikiforov, K.V. Ivanin, V.S. Lobkov, V.V. Samartsev, O.Kh. Khasanov // Journal of Physics: Conference Series. - 2015. - Vol. 613. - № 1. - P. 012014.

Тезисы конференций, содержащие основные результаты работы:

A9. Леонтьев А.В., Исследование кристалла CdS методами четырехволнового смешения / А.В. Леонтьев, К.В. Иванин, В.С. Лобков, К.М. Салихов, В.В. Самарцев, Г.М. Сафиуллин / Труды международной конференции "0птика-2009". Санкт-Петербург, 19-23 октября 2009. - Санкт-Петербург, 2009. - С. 191-193.

A10. Ivanin, K.V. Femtosecond photon echo and four-wave mixing in a dye-doped polymer film, semiconductors and heterostructures at room temperature / K.V. Ivanin, A.V. Leontyev, V.S. Lobkov, K.M. Salikhov, G.M. Safiullin // Conference Program of ICONO/LAT - 2010. - Kazan, Russia, 23-26 August 2010. - Kazan, 2010. - P.41

A11. Leontyev, A.V. Ultrafast below-band-gap laser pulse induced relaxations in CdS crystal / A.V.Leontyev, K.V.Ivanin, V.S.Lobkov // Conference Program of ICONO/LAT - 2013. - Moscow, Russia, 18-22 June 2013. - Moscow, 2013. - P.69

A12. Леонтьев А.В. Сверхбыстрая вырожденная спектроскопия полупроводниковых наноструктур CdSe/CdS А.В. Леонтьев, Д.К. Жарков, А.Г. Шмелев, В.Г. Никифоров, В.С. Лобков // Сборник статей XIX Международной молодежной научной школы «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия» - Казань: Казан. ун-т, 2015. - C. 146-149.

Благодарности

В заключение хотел бы выразить огромную благодарность научному руководителю Владимиру Сергеевичу Лобкову за научное руководство, постановку задачи и всестороннюю поддержку в процессе работы. Я искренне благодарю профессора Виталия Владимировича Самарцева за ценные обсуждения и помощь в написании статей, академика Кева Минуллиновича Салихова за новый и необычный взгляд на наши работы, Георгия Маратовича Сафиуллина за техническую помощь и советы при проведении экспериментов. Спасибо моим коллегам и друзьям Константину Иванину, Артемию Шмелеву, Дмитрию Жаркову, Виктору Никифорову за творческую атмосферу в лаборатории и помощь во всем. Спасибо Ларисе Нуртдиновой за конструктивную критику и моральное воодушевление. Отдельные слова благодарности я хочу сказать моим родителям за веру в меня и поддержку.