Антистоксова люминесценция в микрокристаллах ZnxCd1-xS с модифицированной поверхностью

Косякова, Екатерина Александровна

Антистоксова люминесценция в микрокристаллах ZnxCd1-xS с модифицированной поверхностью тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

Косякова, Екатерина Александровна АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Воронеж МЕСТО ЗАЩИТЫ

2009 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.05 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Антистоксова люминесценция в микрокристаллах ZnxCd1-xS с модифицированной поверхностью»

Автореферат диссертации на тему "Антистоксова люминесценция в микрокристаллах ZnxCd1-xS с модифицированной поверхностью"

На правах рукописи

Косякова Екатерина Александровна

АНТИСТОКСОВА ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ В МИКРОКРИСТАЛЛАХ г^Сй^в С МОДИФИЦИРОВАННОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ

Специальность 01.04.05 - оптика

.1 2 (-!0П 2009

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Воронеж-2009

003482892

Работа выполнена в Воронежском государственном универсйтете

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

профессор Клюев Виктор Григорьевич

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Безрядин Николай Николаевич

доктор физико-математических наук, профессор Рембеза Станислав Иванович

Ведущая организация: Тамбовский государственный университет

им. Г.Р. Державина, г. Тамбов.

Защита диссертации состоится "3" декабря 2009г. в 16 час. 40 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.038.06. при Воронежском государственном университете по адресу: 394006, г. Воронеж, Университетская пл.1, ауд. ш.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГУ.

Автореферат разослан октября 2009г.

Учёный секретарь диссертационного совета / Дрождин С.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Развитие современной оптоэлектроники и оптотехники определяет большой интерес к конденсированным системам, обладающим антистоксовой люминесценцией (АСЛ). Свечение в видимой области при возбуждении излучением красного и ИК диапазона обнаружено для целого ряда систем. Главной особенностью такой люминесценции является ее двухквантовый характер. При этом в различных системах появление АСЛ происходит под действием потоков излучения различной плотности (от 109 до 1018 квант/см2-с) в зависимости от механизма возбуждения, который в свою очередь определяется строением и составом центров, отвечающих за процесс суммирования энергии. Значительный антистоксов сдвиг (от 100 до 250 нм) полосы возбуждения АСЛ относительно полосы люминесценции кристалла открывает большие возможности для создания устройств оптоэлектроники, в том числе элементов ЗБ-памяти, преобразователей частоты, оптических переключателей, ограничителей мощности и так далее. Особый интерес представляют системы, обладающие сенсибилизированной АСЛ, центры которой имеют поверхностную природу.

Однако, наиболее подробно исследовано явление сенсибилизированной красителями антистоксовой люминесценции, возникающей при пониженных температурах в кристаллах AgHal с адсорбированными молекулами органических красителей. В этом случае возбуждение имеет низкопороговый характер, что представляет несомненный прикладной интерес. Кроме того, в ряде работ для этих систем показана возможность дополнительной сенсибилизации антистоксовой люминесценции в результате фотохимического формирования на их поверхности атомов и малоатомных кластеров серебра. Однако механизмы возбуждения АСЛ во всех перечисленных случаях до сих пор оспариваются. Условия возбуждения сенсибилизированной АСЛ в других ионно-ковалентных кристаллах, в частности в сульфидах цинка и кадмия в присутствии адсорбированных молекул и кластеров к началу выполнения данной работы не были исследованы, не смотря на то, что собственная люминесценция большинства из них изучена довольно подробно.

Таким образом, актуальность темы определяется необходимостью установления условий формирования центров возбуждения антистоксовой люминесценции, а также условий ее возбуждения в микрокристаллах сульфидов цинка и кадмия и твердых растворов на их основе.

Цель работы.

Установление условий низкопорогового возбуждения АСЛ в микрокристаллах твердых растворов на основе сульфида цинка и кадмия. Изучение механизмов двухквантового суммирования энергии возбуждения и передачи ее центрам люминесценции кристалла.

Достижение поставленной цели предполагало решение следующих задач:

1. Установление условий формирования в микрокристаллах сульфида цинка и кадмия, а также твердых растворов на их основе центров возбуждения антистоксовой люминесценции, возбуждаемой из красного — ближнего инфракрасного диапазона спектра в широком интервале температур вплоть до комнатной.

2. Исследование механизмов антистоксовой люминесценции, центры возбуждения которой возникают в микрокристаллах твердых растворов на основе сульфида цинка и кадмия при окислении поверхности.

3. Исследование механизмов антистоксовой люминесценции в микрокристаллах твердых растворов на основе сульфида цинка и кадмия с адсорбированными на их поверхности молекулами органических красителей и малоатомными частицами серебра.

Объекты исследований.

Объектами исследования являлись микрокристаллы сульфидов цинка и кадмия, а также твердых растворов на их основе. На поверхность указанных кристаллов были адсорбированы молекулы органических красителей, а также малоатомные кластеры серебра. Кроме того, были исследованы микрокристаллы гг^Сс!^ с окисленной поверхностью.

Научная новизна работы заключается в том, что:

1. Установлены условия формирования в микрокристаллах гпхСё1.х8 центров антистоксовой люминесценции, возникающих при окислении поверхности кристаллов;

2. Показано, что в микрокристаллах твердых растворов на основе сульфидов цинка и кадмия с окисленной поверхностью возбуждение антистоксовой люминесценции в широком интервале температур происходит в результате двухквантового возбуждения, осуществляющегося в одиночных квантовых ямах, обусловленных поверхностными кластерами (СсЮ)п в гетероструктуре СсЮ/г^Са,.^;

3. Установлены условия формирования в микрокристаллах гп^Сё^в центров антистоксовой люминесценции, возникающих при адсорбции на поверхности кристаллов молекул органических красителей, а также кластеров серебра атомно-молекулярной дисперсности;

4. показано, что в микрокристаллах твердых растворов на основе сульфидов цинка и кадмия, сенсибилизированных органическими красителями, возникновение антистоксового свечения происходит в результате передачи энергии возбуждения от адсорбированных молекул красителя к кристаллу;

5. установлено, что возможен эффект усиления антистоксовой люминесценции микрокристаллов твердых растворов на основе сульфидов цинка и кадмия при адсорбции на их поверхности наряду с молекулами органических красителей

частиц серебра атомно-молекулярной дисперсности.

Практическая ценность работы состоит в том, что полученные результаты являются важными с точки зрения создания новых сред для регистрации оптической информации, материалов волоконной оптики и систем управления параметрами оптических излучений. Создаваемые на основе твердых растворов гпхСс1,.х8 оптические среды могут быть использованы вне лабораторных условий и, следовательно, стать основой для прикладной реализации задач, основанных на антистоксовом преобразовании оптического излучения при комнатных температурах.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Условия формирования в микрокристаллах 2пхСс11.х8 (х = 0.5, ..., 0.9) центров возбуждения антистоксовой люминесценции, образующихся при окислении поверхности; а также условия формирования в микрокристаллах

гПхСё^хБ (х = 0.5.....0.9) центров возбуждения антистоксовой люминесценции в

присутствии на их поверхности молекул органических красителей и частиц серебра атомно-молекулярной дисперсности.

2. Эффект антистоксового преобразования частоты оптического излучения, обнаруженного в микрокристаллах состава Zno.6Cdo.4S с адсорбированными на их поверхности металлоорганическими кластерами, а также в микрокристаллах 2пхС<11_х8 (х = 0.5,..., 0.9) с окисленной поверхностью.

3. Механизм возбуждения антистоксовой люминесценции в микрокристаллах 2пхС(11_х8 (х = 0.5, ..., 0.9) с адсорбированными на их поверхности молекулами органических красителей и кластерами серебра атомно-молекулярной дисперсности, который заключается в двухквантовых оптических переходах, осуществляемых последовательно с переносом энергии электронного возбуждения от молекул красителей к центрам, соответствующим серебряным кластерам, и дальнейшей ионизацией этих центров.

4. Механизм возбуждения антистоксовой люминесценции микрокристаллов гп^СёьхЗ (х = 0.5,..., 0.9), основой которого является двухквантовое суммирование энергии возбуждения, происходящее в гетероструктуре С(Ю/2пхС(11_х8 в результате холодного Оже-процесса в квантовых ямах, обусловленных поверхностными кластерами (СсЮ)„.

Личный вклад автора. Настоящая работа выполнена на кафедре Оптики и спектроскопии Воронежского госуниверситета и проводилась в соответствии с планом научно-исследовательских работ кафедры, поддержана грантами ФЦП (ГК № 02.513.11.3059), РФФИ (№ 05-02-96402-р-цчр_а), (№ 06-02-96312р-центр_а), (№ 08-02-00744). Все включенные в диссертацию данные получены лично автором или при его непосредственном участии. Автором осуществлено обоснование выбора метода исследования и проведены экспериментальные исследования,

проведён анализ и интерпретация полученных результатов, сформулированы основные выводы и научные положения, выносимые на защиту.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на 3-й Международной конф. "Фундаментальные проблемы физики" (Казань, 2005 г.); Международном симп. "Фотография в XXI веке: традиционные и цифровые процессы" (Санкт-Петербург 2006 г.); VIII Международной конф. "Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы" (Ульяновск, 2006 г.); III Всероссийской конф. "Физико-химические процессы в конденсиро-ванном состоянии и на межфазных границах. ФАГРАН" (Воронеж 2006 г.); Международной конф. "Congress on Radiation Physics and chemistry inorganic materials 'RPS-13' " (Томск 2006 г.); Международной конф. "Физико-химические процессы в неорганических материалах" (Кемерово 2007 г.); симп. "Нанофотоника" (Черноголовка 2007 г.); конф. "Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении (индустрия наносистем и материалы)" (Воронеж 2007 г.); International conf. "Organic nanophotonics" (ICON-Russia 2009). Simp. "Molecular photonics", June 21-28, 2009, (St.Petersburg 2009); 25th International conf. on "Defects in semiconductors" (ICDS 25), July 20-24,2009, (St.Petersburg 2009).

Публикапии. По результатам диссертации опубликовано 15 работ, 4 из которых опубликованы в журналах, рекомендуемых ВАК.

Структура и объём диссертапии. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы. Работа содержит 181 страницу машинописного текста, включая 77 рисунков, 5 таблиц и список литературы, состоящий из 133 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении проведено обоснование актуальности темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи исследования, определён объект исследования, указаны положения, выносимые на защиту. Определены научная новизна и практическая ценность полученных результатов. Даны сведения о публикациях и апробации работы.

В первой главе проведен обзор научных работ, посвященных физико-химическим и оптическим свойствам сульфидов цинка и кадмия, а также твердых растворов на их основе. Систематизированы теоретические и экспериментальные данные, касающиеся процессов возбуждения и излучения стоксовой и антистоксовой фотолюминесценции в исследуемых объектах, а также в других ионно-ковалентных кристаллах. Отмечены пробелы в изучении антистоксовой фотолюминесценции в материалах на основе сульфидов цинка и кадмия. Сделан вывод о необходимости восполнения теоретических и экспериментальных сведений по данному вопросу. Сформулированы задачи данной диссертации.

Во второй главе приводится подробное описание методик синтеза исследуемых микрокристаллов гп8, Сс18, а также твердых растворов 2пхСс11_х8 (х =

0.5..... 1). Описания включают схемы установок, разработанных для синтеза

указанных объектов. Кроме того, приводятся методы химической обработки поверхности синтезируемых кристаллов (травление кислотой и адсорбция на поверхность молекул красителей или металлических частиц). Описывается ряд методов получения экспериментальных данных.

В третье главе описано влияние условий синтеза микрокристаллов гпхС(11.х8 (х = 0.5, ..., 1) на их оптические свойства. Показано, что в результате высокотемпературного отжига имеет место образование активированных серебром или самоактивированных микрокристаллов 7п8, гп^Сс^З. Получаемые композиты имеют интенсивность фотолюминесценции на 2 — 3 порядка выше по сравнению с исходными микрокристаллами гп8 и Сс18 (рис. 1).

Рис. 1. Спектры СФЛ: исходных МК ZnS - кривая 1 и CdS - кривая 2; самоактивированных МК Zno.7Cdo.3S, отожженных при Т = 800 °С в течение 1 часа: в атмосфере азота - кривая 3, в атмосфере кислорода — кривая 4. Рис. 2. Зависимость положения максимума основной полосы СФЛ от состава композита: МК ZnxCdi.xS, синтезированных при Т = 800 °С в присутствии кислорода воздуха—кривая 1, в атмосфере азота — кривая 2.

Зависимость положения максимума этой люминесценции от доли CdS в составе композита близка к линейной (рис. 2). Этот факт в комплексе с результатами рентгеноструктурного анализа является подтверждением образования твердого раствора ZnxCdi.xS. На основании полученных результатов показано, что ширина запрещенной зоны получаемого микрокристаллического соединения линейно зависит от соотношения входящих в него сульфидов цинка и кадмия. Рассчитаны значения ширины запрещенной зоны полученных микрокристаллов твердых растворов ZnxCdi.xS (х = 1.....0.5).

Установлено, что для микрокристаллов ZnxCdi.xS (х = 1.....0.5), подвергнутых

отжигу в присутствии кислорода, наблюдается появление полос свечения в длинноволновой части спектра (550 — 800 нм), которое может быть обусловлено

проникновением кислорода в кристаллическую решетку (рис.1 кривая 4).

Показана принципиальная возможность возникновения в микрокристаллах 7пхС(11.х8 (х = 0.5, ..., 0.9) на стадии синтеза центров возбуждения антистоксовой люминесценции. Данный эффект наблюдается для микрокристаллов твердых

растворов г^са^ (х = 0.5.....0.9), синтезированных в присутствии кислорода

при температуре 750 - 900 °С. В этих микрокристаллах в широком температурном диапазоне (77 — 300 К) наблюдается люминесценция в области 1.5 - 3.1 эВ под действием световых потоков плотностью 1014 - 1015 квант/см2-с с энергией квантов 1.7-2эВ (рис. 3).

«¿л * /-¿л »,.'« ^ 1 I а 1и п гпячт

1.65 1.7 1.75 1.8 1.85 1.9 1.95 2.0 14 15 16 17 18 19

Рис. 3. Спектр возбуждения АСЛ МК гп0 бС«^ ,^, синтезированных при Т = 800 °С в присутствии кислорода: Т = 77 К — кривая 1, Т = 300 К — кривая 2. Рис. 4. Зависимость интенсивности АСЛ от интенсивности возбуждающего излучения (^б = 660 нм): Т = 77 К - кривая 1, Т = 300 К - кривая 2.

Установлено, что зависимость интенсивности АСЛ от интенсивности возбуждающего света может быть аппроксимирована функцией вида Цел = Г'вюб» где у ~ 1.3 (рис. 4), что свидетельствует о нелинейности процесса возбуждения.

В четвёртой главе приведены подробные исследования антистоксовой

люминесценции в микрокристаллах гпхСс11_х8 (х = 0.5.....0.8), синтезированных в

присутствии кислорода при температуре 800 "С. Установлено, что центры возбуждения антистоксовой люминесценции в этих образцах возникают при окислении поверхности кристаллов. Результаты ряда экспериментов позволили предположить, что наиболее вероятно центры возбуждения антистоксовой люминесценции представляют собой поверхностные кластеры окисей собственных металлов (2г\0)п, (СсЮ)„.

Был подобран растворитель, не оказывающий влияния на сульфиды цинка и кадмия, и при этом растворяющий ZnO и СсЮ. Показано, что в результате воздействия на микрокристаллы твердых растворов гпхСс11.х8 (х = 0.5,..., 0.9) 20 % раствором уксусной кислоты происходит модификация созданных на стадии синтеза поверхностных кластеров (7п0)„, (СсЮ)п, что сопровождается изменениями в спектральных свойствах системы.

В частности, наблюдается монотонное снижение люминесценции, возбуждаемой УФ излучением (рис. 6 кривая 1).

V.J.!

интенсивности

200

1.75 1.8 1.85 1.9 Ешнб, эв 2.0 0 0.1 1 1» 100 1П00 Рис. 5. Спектры возбуждения ACJI МК Zn06Cdo.4S, отожженных в присутствии кислорода: до травления — кривая 1, после травления в уксусной кислоте в течение: 0.5 часа — кривая 2; 1 часа - кривая 3; 24 часов — кривая 4; 240 часов — кривая 5; 480 часов - кривая 6.

Рис. 6. Зависимость интенсивности люминесценции СА МК Zno.6Cdo.4S, отожженных в присутствии кислорода от времени травления в уксусной кислоте: СФЛ - кривая 1, АСЛ - кривая 2.

Изменения, касающиеся антистоксовой люминесценции, заключаются в следующем. Действие уксусной кислоты приводит к уменьшению размеров области, в которой происходит возбуждение АСЛ, что проявляется в спектрах возбуждения этого свечения смещением максимума полосы возбуждения в высокочастотную область (рис. 5). Кроме того, наблюдается немонотонная зависимость эффективности возбуждения АСЛ от времени травления в уксусной кислоте (рис. 6, кривая 2).

Исследован спектр излучения антистоксовой люминесценции (рис. 7, кривая 2). Зафиксировано отличие этого спектра от спектров излучения образца при возбуждении зона-зона (рис. 7 кривая 1) — в частности максимум смещен в длинноволновую сторону на 20 нм, что свидетельствует о перераспределении вероятности рекомбинации между центрами при замене УФ возбуждения на красное. На основании этого явления с учетом литературных данных о положении полос фотолюминесценции, центры

К.Ч!

Рис.

700 «ПО 550 7. Спектр

полученный

500 450 }, ни

излучения МК

Zno.6Cdo.4S: полученный при возбуждении УФ излучением (/-вою — 365 нм) - кривая 1, при возбуждении красным светом (^озб = 635 нм) — кривая 2.

которой имеют кислородную природу, были выделены элементарные составляющие в спектрах излучения исследуемых образцов. Из кинетических уравнений, соответствующих двум способам возбуждения свечения кристалла (зона-зонное или двухфотонное возбуждение), были получены выражения для соотношения интенсивностей двух указанных полос при различных способах возбуждения люминесценции. Анализ результатов показал, что сдвиг полосы излучения при переходе от одного способа возбуждения к другому возможен только при условии, обеспечивающем большую конкурентоспособность длинноволновых центров люминесценции при двухфотонном возбуждении. Такое возможно, например, при пространственно близком расположении центров возбуждения и излучения АСЛ.

Конкретизировать структуру центров возбуждения АСЛ позволили уточняющие эксперименты. В частности эксперимент по двухчастотному возбувдению АСЛ показал, что процесс возникновения АСЛ максимальной интенсивности осуществляется под действием двух квантов, имеющих одинаковую энергию. Этот факт дал основания для предположения механизма возбуждения АСЛ. Известно, что ширина запрещенной зоны С<10 составляет 1.06 эВ при Т = 100 К, при уменьшении размера кристалла это значение может возрасти вплоть до 2.05 эВ. В связи с этим возникновение люминесценции в зелено-желтой области при возбуждении излучением с энергией квантов порядка 2 эВ может объяснить образование гетероструктуры С(Ю^пхСс!1.х8, где размер области СсЮ является достаточно малым (рис. 8).

В этом случае при поглощении излучения в квантовой яме, обусловленной наличием на поверхности кластера (Сс10)п образуются связанные электронно-дырочные пары. При этом в результате поглощения кванта возбуждающего излучения электрон и дырка оказываются в основных состояния, которые не совпадают с положением границ энергетических зон, что связано с эффектом размерного квантования энергетического спектра таких систем. Указанные уровни представляют собой подзоны с непрерывным набором энергетических состояний, что обусловлено неполной локализацией электрона (равно как и дырки) в пределах квантовой ямы. Наличие потенциального барьера обеспечивает сохранение связи между электроном и дыркой при довольно высоких температурах (вплоть до комнатной).

Образовавшаяся в квантовой яме при поглощении первого фотона связанная электронно-дырочная пара может в результате Оже-рекомбинации отдать энергию аналогичной паре. Такой процесс осуществим при условии, что участвующие в нем пары не являются симметричными. Поскольку переходы носителей заряда происходят в пределах подзон, то образующиеся пары электрон-дырка могут иметь асимметрию по энергии. В этом случае передача энергии Оже-

рекомбинации от одной пары к другой наиболее вероятно приведет к исчезновению одной связанной пары электрон-дырка, и последующему переходу другой пары электрон-дырка в высоковозбужденное состояние.

Эти электрон и дырка имеют возможность перейти в соответствующие зоны широкозонного кристалла. Вероятность такого перехода благодаря наличию гетерограницы сильно возрастает по сравнению с объёмом однородного полупроводника, так как снимается запрет для внутризонных оптических переходов электронов и дырок при получении ими энергии от рекомбинирующих электронно-дырочных пар. Оценка Рис. 8. Схема механизма размера указанных квантовых ям

возбуждения АСЛ в результате показала, что он составляет величину холодного Оже-процесса. порадка 4 нм Тогда наблЮдаемое сме-

щение максимума спектра возбуждения на 0.1 - 0.05 эВ соответствует уменьшению размера объекта, где происходит возбуждение АСЛ, на величину ~ 2.5 нм. Происходящее при этом увеличение ширины запрещенной зоны СсЮ находится в согласии с коротковолновым смещением спектров возбуждения АСЛ при протравливании микрокристаллов гпхСс11_х8 с окисленной поверхностью (рис. 5).

Кроме того, находит логическое объяснение тот факт, что для эффективного возбуждения АСЛ требуются два кванта, имеющих одинаковую энергию. В случае если возбуждение АСЛ осуществляется через любое локальное состояние, такое совпадение маловероятно для образцов с различным содержанием в составе Сс18. Получаемые результаты же свидетельствуют, что положение максимума и форма спектра возбуждения сохраняются для всей серии микрокристаллов 7пхСс11_х8 (х = 0.5, ..., 0.9). Такой эффект возможен в случае Оже-процесса, при котором спектр возбуждения не должен меняться, т.к. он определяется только поглощением в узкозонном полупроводнике.

В рамках построенной модели, учитывая результаты математического моделирования, можно заключить, что возбуждение происходит в поверхностных квантовых ямах, обусловленных (СсЮ)п, после чего в результате Оже-рекомбинации пара электрон-дырка оказываются в приповерхностном слое широкозонного кристалла. Излучательная рекомбинация происходит также в поверхностной области кристалла.

I I

гпХ'о. ,8 I ____ I гпхм, .я

х 11 | (СсЮ)„ , х ' *

Ее

Ц.Л.-

Еу

Е,|

I I

ы ■2.0

■1.5

1.0

0 5

---0

В пятой главе приводятся исследования антистоксовой люминесценции микрокристаллов твердых растворов состава Zno.6Cdo.4S с адсорбированными на их поверхности молекулами одного из органических красителей — метиленового голубого (Кр1), катион-анионного красителя цианинового ряда (Кр2), или малахитового зеленого (КрЗ), а также с адсорбированными дополнительно частицами серебра атомно-молекулярной дисперсности.

Показано, что в системах на основе микрокристаллов твердых растворов Zno.6Cdo.4S, не обладающих собственной АСЛ, при адсорбции на их поверхность молекул указанных органических красителей в широком температурном диапазоне (77 — 300 К) наблюдается АСЛ при возбуждении излучением с энергией квантов 1.6 - 2.0 эВ и плотностью потока 10й - 1015 квант/см2-с (например, с адсорбированным красителем Кр2 — рис. 9).

Рис. 9. Спектр возбуждения АСЛ самоактивированных микрокристаллов Zno.6Cdo.4S с адсорбированным красителем Кр2 - кривая 1; спектр поглощения красителя Кр2, адсорбированного на поверхности микрокристаллов гп06С<1о.48 -кривая 2.

Рис. 10. Схема механизма возбуждения сенсибилизированной красителями АСЛ.

Корреляция положения максимумов спектров возбуждения такой люминесценции с максимумами спектров поглощения адсорбированных молекул красителей (рис. 9, кривые 1 и 2) свидетельствует о том, что возбуждение АСЛ в микрокристаллах твердых растворов Zno.6Cdo.4S с адсорбированными молекулами органических красителей происходит по кооперативному механизму в результате возбуждения адсорбированных молекул красителя и передачи суммированной энергии возбуждения от красителя кристаллу (рис. 10).

Кроме того, установлено, что при адсорбции на поверхности микрокристаллов Zno.6Cdo.4S наряду с молекулами красителей частиц серебра атомно-молекулярной дисперсности повышается эффективность возбуждения АСЛ (рис. 11). При этом в спектре возбуждения, не зависимо от вида адсорбированного красителя, проявляется полоса с максимумом 1.9 эВ, а полосы, определяемые спектром поглощения красителя (показанные на рис. 9), нивелируются. Следует отметить,

1.« 1.Й5 1.7 1.75 1.8 1.85 1.» 1.95 2.»

что в отсутствие красителя адсорбция серебряных частиц не приводит к появлению АСЛ. На основании полученных спектральных данных рассматривается схема механизма возбуждения АСЛ, учитывающая участие, как молекул красителя, так и кластеров серебра.

1-й 1.(>.5 1.7 1.7.< IX 1.4 1.9 1М 2.1 1 1.1 1.2 и Ы 1.5 1-й 1.Т 1.8 1.9 2.(1

Рис. 11. Спектры возбуждения АСЛ МК + Кр1 (10"5 м.д.) без

поверхностного серебра - кривая 1, с серебром 10"7 м.д. - кривая 2, 10"6 м.д. — кривая 3,10"5 м.д. — кривая 4.

Рис. 12. Спектры стимуляции ФСВЛ МК Zn0.eCd0.4S - кривая 1, с адсорбированным Кр1 (10"5 м.д.) - кривая 2; с адсорбированным (10"8м.д.) - кривая 3, (10"7 м.д.) - кривая 4, (10"6 м.д.) - кривая 5.

Поскольку в работе использовались красители различных классов, которые в фотографическом процессе применяются как в качестве сенсибилизаторов (Кр2), так в качестве десенсибилизаторов (Кр1, КрЗ), то общие закономерности эффекта АСЛ указывают на преимущественную реализацию механизма возбуждения АСЛ посредством переноса энергии электронного возбуждения от молекулы красителя в кристалл, который наиболее вероятно происходит по индуктивно-резонансному механизму.

При этом адсорбция частиц серебра атомно-молекулярной дисперсности на поверхности ионнськовалентных кристаллов приводит к возникновению в их запрещенной зоне глубоких состояний электронного типа. Переход электронов из валентной зоны на такие уровни является запрещенным, однако они могут участвовать в переносе энергии между красителем и кристаллом. Наличие в запрещенной зоне микрокристаллов Zno.6Cdo.4S уровней с энергиями фотоионизации 1.6 — 2.0 эВ подтверждается результатами, полученными методом ФСВЛ (рис. 12). При этом наблюдается корреляция между спектрами возбуждения АСЛ и спектрами ФСВЛ микрокристаллов Zno.6Cdo.4S с адсорбированными молекулами красителя и частицами серебра атомно-молекулярной дисперсности. Изменение концентрации указанных локальных состояний сопровождается изменением эффективности возбуждения АСЛ в исследуемых системах.

Таким образом, сделан вывод, что в присутствии на поверхности микрокристаллов Zno.5Cdo.4S наряду с молекулами органических красителей частиц серебра атомно-молекулярной дисперсности, возбуждение АСЛ осуществляется посредством двух последовательных оптических переходов. В результате чего происходит перенос энергии электронного возбуждения от молекул красителя в кристалл, сопровождающийся переходом электрона из валентной зоны на уровень поверхностного серебряного кластера, последующая ионизация которого вторым квантом приводит к появлению электрона в зоне проводимости кристалла (рис. 13). Оставшаяся в валентной зоне дырка локализуется на центре свечения кристалла, где и происходит излучательная рекомбинация.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Обнаружен и исследован эффект формирования в микрокристаллах ZnxCd(.xS

(х = 0.5..... 0.9) при окислении центров возбуждения антистоксовой

люминесценции, возникающей под действием потоков излучения плотностью 1014 - 1015 квант/см2-с с энергией квантов 1.7 - 2 эВ. Центры возбувдения АСЛ могут быть сформированы в микрокристаллах ZnxCdi_xS (х = 0.5, ..., 0.9) посредством их окисления при температуре 750 900 °С.

2. Доказана возможность возникновения сенсибилизированной органическими красителями антистоксовой люминесценции в микрокристаллах состава Zno.6Cd04S. Появление антистоксового преобразования частоты оптического излучения возможно в этих микрокристаллах при условии адсорбции на их поверхность молекул органических красителей.

3. Показана возможность усиления антистоксового излучения при адсорбции на поверхности микрокристаллов Zno.6Cdo.4S наряду с молекулами красителей частиц серебра атомно-молекулярной дисперсности.

4. Установлена природа центров возбуждения АСЛ в микрокристаллах ZnxCd]_xS (х = 0.5, ..., 0.9) с окисленной поверхностью. Возбуждение АСЛ происходит в поверхностных квантовых ямах, обусловленных кластерами (CdO)„ в гетероструктуре CdO/ZnxCdi.xS (х = 0.5,..., 0.9). Предложен механизм возбуждения

возбуждения от молекулы красителя малоатомным кластерам серебряной природы.

ACJI в таких композитах, который заключается в следующем. При поглощении первого кванта возбуждающего излучения в квантовых ямах, обусловленных (CdO)п, образуются связанные пары электон-дырка; энергия, освобожденная в результате Оже-рекомбинации одной из них, передается другой такой же паре, в итоге электрон и дырка после довозбуждения переходят в соответствующие зоны ZnxCd,.xS.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Косякова Е.А. Антистоксова люминесценция микрокристаллов твердых растворов Zno.6Cdo.4S / Е.А. Косякова [и др.] // Физико-химические процессы в неорганических материалах (ФХП-10): междунар. конф., 10-20 окт. 2007 г.: докл. -Кемерово, 2007. - Т. 2. - С. 105-108.

2. Овчинников О.В. Антистоксова люминесценция микрокристаллов твердых растворов Zno6Cdo4S, подвергнутых отжигу в присутствии кислорода / О.В. Овчинников [и др.] // Физика и техника полупроводников. - 2009. - Т. 43, №. 3 - С. 364-368.

3. Smirnov М. S. Low-threshold up-conversion luminescence in ZnxCdl-xS with oxidated surface / M. S. Smirnov [at all.] // 25th International conference on "Defects in semiconductors" (ICDS 25): abstr., St.Petersburg, Russia, July 24-26 2009. -St.Petersburg, 2009. - P. 1 -2.

4. Латышев A.H. Нелинейные наноматериалы с антистоксовой люминесценцией / A.H. Латышев [и др.] // Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении (индустрия наносистем и материалы): 6 Всерос. науч. шк.-конф.: материалы шк.-конф., Воронеж, 14-20 окт. 2007 г. - Воронеж, 2007.-С. 142-145.

5. Латышев А.Н. Фотостимулированное образование центров нелинейного поглощения света в ионно-ковалентных кристаллах / А.Н. Латышев [и др.] // Fundamental Problems of Physics, 13-18 June 2005, Kazan: 3 Intern, conf.: abstr. -Kazan, 2005.-C. 65.

6. Леонова Л.Ю. Фотохимическая сенсибилизация антистоксовой люминесценции в материалах на основе сульфидов цинка и кадмия / Л.Ю. Леонова [и др.] // Фотография в XXI веке: традиционные и цифровые процессы: Международ, симп., г. Санкт-Петербург, 15-16 июня 2006 г.: тез. докл. - М., 2006. -С. 164-166.

7. Овчинников О.В. Фотостимулированное формирование центров сенсибилизированной антистоксовой люминесценции в ионно-ковалентных кристаллах / О.В. Овчинников [и др.] // VIII Междунар. конф: Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы": труды конф., Ульяновск, 2528 июня 2006 г. - Ульяновск, 2006. - С. 68.

8. Овчинников O.B. Центры сенсибилизированной антистоксовой люминесценции в материалах на основе сульфидов цинка и кадмия / О.В. Овчинников [и др.] // Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах ФАГРАН-2006: III Всерос конф., Воронеж, 814 окт., 2006 г.: материалы конф. — Воронеж, 2006 .— Т. 2. - С. 586-588.

9. Latyshev A.N. Photostimulated anti-Stokes luminescence caused by metalorganic nanostructures adsorbed on the surface of ionic-covalent crystals / A.N. Latyshev [at all.] // Известия вузов. Физика. Приложение. - 2006. - Т. 49, № 10. - С. 258-261.

10. Латышев А.Н. Модельные нелинейные конденсированные среды для управления малыми световыми потоками / А.Н. Латышев [и др.] // Фундаментальная наука региону: сб. науч. работ по итогам выполнения проектов региональных конкурсов РФФИ 2003 и 2005 гг. по Воронежской области. — Воронеж, 2006. — С. 4-10.

11. Овчинников О.В. Антистоксова люминесценция твёрдых растворов Zno.6Cdo.4S с адсорбированными молекулами органических красителей и малоатомными кластерами серебра / О.В. Овчинников [и др.] И Журнал прикладной спектроскопии. - 2007. - Т. 74, № 5. - С. 617-621.

12. Леонова Л.Ю. Сенсибилизированная антистоксова люминесценция микрокристаллов Zno.6Cdo.4S с адсорбированными молекулами органических красителей и малоатомными кластерами серебра / Л.Ю. Леонова [и др.] // Физико-химические процессы в неорганических материалах (ФХП-10): междунар. конф., 10-20 окт. 2007 г.: докл. - Кемерово, 2007. -Т. 1. -С. 80-84.

13. Косякова Е.А. Антистоксова люминесценция твердых растворов Zno.6Cdo.4S с адсорбированными молекулами органических красителей и малоатомными кластерами серебра / Е.А. Косякова [и др.] // Нанофотоника: симп., г. Черноголовка, 18-22 сент. 2007 г.: сб. тез. докл. —Черноголовка, 2007. — С. 63.

14. Овчинников О.В. Центры сенсибилизированной антистоксовой люминесценции в микрокристаллах твердых растворов Zno,6Cdo,4S с адсорбированными молекулами красителя и малоатомными кластерами серебра / О.В. Овчинников [и др.] // Известия высших учебных заведений. Физика. Оптика и спектроскопия. -2008.-Т. 51,№ 3. -С. 21-26.

15. Ovchinnikov O.V. Low-threshold transformation of frequency in solid solutions of Zno.6Cdo.4S with adsorbed metal-organic clusters / O.V. Ovchinnikov [at all.] // International conference "Organic nanophotonics" (ICON-Russia 2009). Simposium "Molecular photonics": abstr., St. Petersburg, Russia, June 21-28 2009. - St. Petersburg, 2009.-P. 31.

Работы 2,9,11,14 опубликованы в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Подписано в печать 28.10.09. Формат 60x84 '/ls. Усл. печ. л. 0.93 Тираж 100 экз. Заказ 1726 Отпечатано с готового оригинала-макета в типографии Издательско-полиграфического центра Воронежского государственного университета, 394000, Воронеж, ул. Пушкинская, 3.

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Косякова, Екатерина Александровна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ФИЗИЧЕСКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ИОННО-КОВ АЛЕНТНЫХ КРИСТАЛЛОВ.

§1.1. Свойства кристаллов сульфида цинка и кадмия и твердых растворов на их основе.

1.1.1. Физико-химические свойства кристаллов группы АПВУ1.

1.1.2. Люминесцентные свойства кристаллов сульфида цинка и кадмия.

1.1.3. Люминесцентные свойства твердых растворов на основе сульфида цинка и кадмия.

§ 1.2. Антистоксова люминесценция ионно-ковалентных кристаллов.

1.2.1. Механизмы антистоксовой люминесценции.

1.2.2. Антистоксова люминесценция в соединениях АПВУ1.

1.2.3. Сенсибилизированная антистоксова люминесценция в

§На1.

1.2.4. Условия возникновения сенсибилизированных красителями фотопроцессов в широкозонных полупроводниках.

§ 1.3. Оптические свойства гетеропереходов и антистоксово преобразование ИК излучения в видимое.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ

АППАРАТУРА.

§ 2.1. Методика получения микрокристаллов и нанокристаллов твердых растворов ZnxCdlxS.

2.1.1. Условия изготовления микрокристаллов твердых растворов г^са^.

2.1.2. Устройство печи для синтеза микрокристаллов твердых растворов 2пхСс11х8.

2.1.3. Получение микрокристаллов твердых растворов 2пхСс11х8.

2.1.4.

§ 2.2. Методика получения нанокристаллов твердых растворов гпхСё,.х8.

§ 2.3. Методы химической обработки поверхности микро- и нанокристаллов.

2.3.1. Поверхностная адсорбция в случае микрокристаллов.

2.3.2. Поверхностная адсорбция в случае нанокристаллов.

2.3.3. Травление микрокристаллов уксусной кислотой.

§ 2.4. Измерительная аппаратура.

2.4.1. Автоматический спектральный комплекс для изучения слабых световых потоков люминесценции ионно-ковалентных кристаллов.

2.4.2 Методика получения спектров поглощения красителей в адсорбированном на поверхности микрокристаллов виде.

2.4.3. Другие методики.

2.4.4 О точности измерений.

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ СИНТЕЗА ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ гпхС(11.х8 НА ИХ СПЕКТРАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА.

§ 3.1. Результаты элементного и рентгеноструктурного анализа.

3.1.1. Результаты элементного и рентгеноструктурного анализа микрокристаллов 2пхСс11х8.

3.1.2. Результаты элементного и рентгеноструктурного анализа нанокристаллов Zno.6Cdo.4S.

§ 3.2. Люминесцентные свойства микрокристаллов 2пхСс1[.х.

3.2.1. Влияние атмосферы синтеза на люминесцентные свойства микрокристаллов 2пхСё1х8.

3.2.2. Влияние температуры и времени синтеза на люминесцентные свойства микрокристаллов 2пхСс11.х8.

3.3.3. Влияние химического состава на люминесцентные свойства микрокристаллов ZnxCdlxS.

§ 3.3. Люминесцентные свойства НК Zno.6Cdo.4S.

ГЛАВА 4. АНТИСТОКСОВА ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ МИКРОКРИСТАЛЛОВ гпхС(11.х8, ОТОЖЖЕННЫХ В АТМОСФЕРЕ КИСЛОРОДА

ВОЗДУХА.

§ 4.1. Исследования химического состава и кристаллической структуры исследуемых микрокристаллов.

§ 4.2. Антистоксова люминесценция микрокристаллов твердых растворов гпА*,.^.

4.2.1. Антистоксова люминесценция микрокристаллов твердых растворов Zno.6Cdo.4S.

4.2.2. Спектры антистоксовой люминесценции микрокристаллов твердых растворов Zno.6Cdo.4S.

§4.3. Кинетическая модель процессов возбуждения и излучения антистоксовой люминесценции в микрокристаллах ZnxCdlxS.

§ 4.4. Механизм возбуждения антистоксовой люминесценции в микрокристаллах ZnxCdj.xS.

4.2.4. Антистоксова люминесценция микрокристаллов твердых растворов Zno.7Cdo.3S, Zno.8Cdo.2S и Zno.5Cdo.5S.

ГЛАВА 5. АНТИСТОКСОВА ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ

МИКРОКРИСТАЛЛОВ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ ZnxCdbxS С АДСОРБИРОВАННЫМИ МОЛЕКУЛАМИ ОРГАНИЧЕСКИХ КРАСИТЕЛЕЙ И МАЛОАТОМНЫМИ КЛАСТЕРАМИ

СЕРЕБРА.

§ 5.1. Спектральные сенсибилизаторы.

§ 5.2. Сенсибилизированная антистоксова люминесценция самоактивированных микрокристаллов Zno.6Cdo.4S с адсорбированными на их поверхности красителями.

5.2.1. Влияние адсорбции красителей на люминесцентные свойства самоактивированных микрокристаллов Zn0.6Cd0.4S.

5.2.2. Сенсибилизированная антистоксова люминесценция самоактивированных микрокристаллов Zno.6Cdo.4S с адсорбированными на их поверхности красителями.

§ 5.3. Сенсибилизированная антистоксова люминесценция микрокристаллов твердых растворов Zno.6Cdo.4S с адсорбированными на их поверхности красителями и малоатомными кластерами серебра.

5.3.1 Влияние адсорбции малоатомных кластеров серебра на сенсибилизированную красителями антистоксову люминесценцию микрокристаллов твердых растворов Zno.6Cdo.4S.

5.3.2. Локальные уровни, участвующие в процессе возбуждения сенсибилизированной антистоксовой люминесценции.

5.3.3. Взаимодействие молекул красителя с адсорбированными на поверхности микрокристаллов частицами серебра.

Введение диссертация по физике, на тему "Антистоксова люминесценция в микрокристаллах ZnxCd1-xS с модифицированной поверхностью"

Развитие современной оптоэлектроники и оптотехники определяет большой интерес к конденсированным системам, обладающим антистоксовой люминесценцией (АСЛ). Свечение в видимой области при возбуждении излучением красного и ИК диапазона обнаружено для целого ряда систем. Главной особенностью такой люминесценции является ее двухквантовый характер. При этом в различных системах появление АСЛ происходит под действием потоков излучения различной плотности (от 109 до 1018 квант/см2,с) в зависимости от механизма возбуждения, который в свою очередь определяется строением и составом центров, отвечающих за процесс суммирования энергии. Значительный антистоксов сдвиг (от 100 до 250 нм) полосы возбуждения АСЛ относительно полосы люминесценции кристалла открывает большие возможности для создания устройств оптоэлектроники, в том числе элементов ЗО-памяти, преобразователей частоты, оптических переключателей, ограничителей мощности и так далее. Особый интерес представляют системы, обладающие сенсибилизированной АСЛ, центры которой имеют поверхностную природу.

Однако, наиболее подробно исследовано явление сенсибилизированной красителями антистоксовой люминесценции, возникающей при пониженных температурах в кристаллах А§На1 с адсорбированными молекулами органических красителей. В этом случае возбуждение имеет низкопороговый характер, что представляет несомненный прикладной интерес. Кроме того, в ряде работ для этих систем показана возможность дополнительной сенсибилизации антистоксовой люминесценции в результате фотохимического формирования на их поверхности атомов и малоатомных кластеров серебра. Однако механизмы возбуждения АСЛ во всех перечисленных случаях до сих пор оспариваются. Условия возбуждения сенсибилизированной АСЛ в других ионно-ковалентных кристаллах, в частности в сульфидах цинка и кадмия в присутствии адсорбированных молекул и кластеров к началу выполнения данной работы не были исследованы, не смотря на то, что собственная люминесценция большинства из них изучена довольно подробно.

Цель работы.

Достижение поставленной цели предполагало решение следующих задач:

1. Установление условий формирования в микрокристаллах сульфида цинка и кадмия, а также твердых растворов на их основе центров возбуждения антистоксовой люминесценции, возбуждаемой из красного -ближнего инфракрасного диапазона спектра в широком интервале температур вплоть до комнатной.

Объекты исследований.

Объектами исследования являлись микрокристаллы сульфидов цинка и кадмия, а также твердых растворов на их основе. На поверхность указанных кристаллов были адсорбированы молекулы органических красителей, а также малоатомные кластеры серебра. Кроме того, были исследованы микрокристаллы 7пхС<11.х8 с окисленной поверхностью.

Научная новизна работы заключается в том, что:

1. Установлены условия формирования в микрокристаллах 7пхСс11-х8 центров антистоксовой люминесценции, возникающих при окислении поверхности кристаллов;

3. Установлены условия формирования в микрокристаллах гпхСс!1. х8 центров антистоксовой люминесценции, возникающих при адсорбции на поверхности кристаллов молекул органических красителей, а также кластеров серебра атомно-молекулярной дисперсности;

Практическая ценность работы состоит в том, что полученные результаты являются важными с точки зрения создания новых сред для регистрации оптической информации, материалов волоконной оптики и систем управления параметрами оптических излучений. Создаваемые на основе твердых растворов ZnxCdlxS оптические среды могут быть использованы вне лабораторных условий и, следовательно, стать основой для прикладной реализации задач, основанных на антистоксовом преобразовании оптического излучения при комнатных температурах.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Условия формирования в микрокристаллах гпхС(11.х8 (х = 0.5, ., 0.9) центров возбуждения антистоксовой люминесценции, образующихся при окислении поверхности; а также условия формирования в микрокристаллах ZnxCdl.xS (х = 0.5, ., 0.9) центров возбуждения антистоксовой люминесценции в присутствии на их поверхности молекул органических красителей и частиц серебра атомно-молекулярной дисперсности.

2. Эффект антистоксового преобразования частоты оптического излучения, обнаруженного в микрокристаллах состава Zno.6Cdo.4S с адсорбированными на их поверхности металлоорганическими кластерами, а также в микрокристаллах (х = 0.5, ., 0.9) с окисленной поверхностью.

3. Механизм возбуждения антистоксовой люминесценции в микрокристаллах (х = 0.5, ., 0.9) с адсорбированными на их поверхности молекулами органических красителей и кластерами серебра атомно-молекулярной дисперсности, который заключается в двухквантовых оптических переходах, осуществляемых последовательно с переносом энергии электронного возбуждения от молекул красителей к центрам, соответствующим серебряным кластерам, и дальнейшей ионизацией этих центров.

4. Механизм возбуждения антистоксовой люминесценции микрокристаллов ZnxCdixS (х = 0.5, ., 0.9), основой которого является двухквантовое суммирование энергии возбуждения, происходящее в гетероструктуре CdO/ZnxCdi.xS в результате холодного Оже-процесса в квантовых ямах, обусловленных поверхностными кластерами (CdO)n.

Личный вклад автора. Настоящая работа выполнена на кафедре Оптики и спектроскопии Воронежского госуниверситета и проводилась в соответствии с планом научно-исследовательских работ кафедры, поддержана грантами ФЦП (ГК № 02.513.11.3059), РФФИ (№ 05-02-96402-р-цчра), (№ 06-02-96312р-центра), (№ 08-02-00744). Все включенные в диссертацию данные получены лично автором или при его непосредственном участии. Автором осуществлено обоснование выбора метода исследования и проведены экспериментальные исследования, проведён анализ и интерпретация полученных результатов, сформулированы основные выводы и научные положения, выносимые на защиту.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на 3-й Международной конф. "Фундаментальные проблемы физики" (Казань, 2005 г.); Международном симп. "Фотография в XXI веке: традиционные и цифровые процессы" (Санкт-Петербург 2006 г.); VIII Международной конф. "Опто-, наноэлектропика, нанотехнологии и микросистемы" (Ульяновск, 2006 г.); III Всероссийской конф. "Физико-химические процессы в конденсиро-ванном состоянии и на межфазных границах. ФАГРАН" (Воронеж 2006 г.); Международной конф. "Congress on Radiation Physics and chemistry inorganic materials 'RPS-13' " (Томск 2006 г.); Международной конф. "Физико-химические процессы в неорганических материалах" (Кемерово 2007 г.); симп. "Нанофотоника" (Черноголовка 2007 г.); конф. "Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении (индустрия наносистем и материалы)" (Воронеж 2007 г.); International conf. "Organic nanophotonics" (ICON-Russia 2009). Simp. "Molecular photonics", June 21-28, 2009, (St.Petersburg 2009); 25th International conf. on "Defects in semiconductors" (ICDS 25), July 20-24, 2009, (St.Petersburg 2009).

Публикации. По результатам диссертации опубликовано 15 работ, 4 из которых опубликованы в журналах, рекомендуемых ВАК.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы. Работа содержит 181 страницу машинописного текста, включая 77 рисунков, 5 таблиц и список литературы, состоящий из 133 наименований.

Заключение диссертации по теме "Оптика"

Выводы к пятой главе:

• Впервые показано, что в системах на основе МК твердых растворов Zno.6Cdo.4S с адсорбированными молекулами органических красителей наблюдается CACJ1 при возбуждении излучением с длинами волн 620 - 750 нм и плотностью потока 1014 - 1015 квант/см -с. Антистоксово свечение в этих образцах возникает в широком температурном диапазоне (77 - 300 К). Спектры возбуждения такой люминесценции практически совпадают по положению со спектрами поглощения адсорбированных молекул красителей.

• Предположено, что возбуждение CACJI в МК твердых растворов Zno.6Cdo.4S с адсорбированными молекулами органических красителей происходит по кооперативному механизму.

• Показана возможность усиления антистоксовой люминесценции при адсорбции на поверхности Zno.6Cdo.4S, помимо молекул красителей, атомов и малоатомных кластеров серебра.

• Для МК Zno.6Cdo.4S, содержащих поверхностное серебро, соответствующее максимальному увеличению концентрации глубоких электронных центров, отмечается максимальная эффективность возбуждения CACJI.

Корреляция положения максимума в спектре стимуляции ФСВЛ и максимума возбуждения САСЛ для концентраций серебряных

6 7 центров 1(П - 1(Г м.д. в области 1.8 - 1.9 эВ, а также влияние изменения концентрации таких центров на параметры САСЛ указывает на их участие в возбуждении антистоксова свечения. В спектрах СФЛ МК Zno.6Cdo.4S с адсорбированным красителем Кр2 наблюдается полоса люминесценции в области 705 - 710 нм, идентифицируемая как полоса излучения красителя в высокоупорядоченном виде (J-агрегат). Наблюдается тушение этого излучения при появлении на поверхности МК Zno.6Cdo.4S серебряных частиц атомно-молекулярной дисперсности, что свидетельствует о взаимодействии между красителем и кристаллом посредством глубоких электронных уровней, имеющих серебряную природу.

Максимальной эффективностью возбуждения САСЛ отличаются МК Zno.6Cdo.4S, на поверхности которых адсорбированы металлоорганические кластеры.

Предложено, что при наличии на поверхности МК Zno.6Cdo.4S металлоорганических комплексов возбуждение САСЛ осуществляется посредством двух последовательных оптических переходов, в результате которых происходит перенос энергии электронного возбуждения от молекул красителей к адсорбированным на поверхности МК Zno.6Cdo.4S атомам и малоатомным кластерам серебра, создающим в запрещенной зоне глубокие локальные состояния с энергиями фотоионизации 1.8 — 2.0 эВ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенной работы был разработана методика получения микрокристаллов твердых растворов 7пхСё]х8 (х = 1, ., 0.5), обладающих антистоксовой люминесценцией в широком температурном интервале (77 - 300 К). Возбуждение свечения происходит под действием излучения 1.6 — 2.0 эВ. Принципиальным для этого является проведение отжига образцов в присутствии кислорода при температуре 800 °С. Показано, что наиболее вероятным является возбуждение АСЛ в гетероструктуре СсЮ/2пхСс1]-х8, в которой в квантовой яме, обусловленной поверхностным кластером (СсЮ)п, при поглощении кванта возбуждающего излучения появляется связанная электронно-дырочная пара. Довозбуждение этой пары происходит при поглощении второго кванта света или же в результате холодного Оже-процесса между двумя такими парами. В результате в 2пхСс11х8 появляются электрон в зоне проводимости и дырка в валентной зоне, которые могут прорекомбинировать с излучением на центрах люминесценции кристалла.

Кроме того, показана возможность возникновения сенсибилизированной органическими красителями антистоксовой люминесценции в микрокристаллах твердых растворов Zno.6Cdo.4S, отожженных в атмосфере азота при температуре 800 °С с целью увеличения числа каналов излучательной рекомбинации.

Также показана возможность усиления антистоксового излучения при адсорбции на поверхности указанных микрокристаллов наряду с молекулами красителей частиц серебра атомно-молекулярной дисперсности. В качестве механизмов возбуждения сенсибилизированной антистоксовой люминесценции предложены следующие: в системе "кристалл + краситель" возбуждение осуществляется в результате передачи возбуждения от адсорбированных молекул красителя к кристаллу; для системы "кристалл + краситель + серебро" возбуждение происходит в результате переноса энергии электронного возбуждения от молекулы красителя в кристалл, сопровождающегося переходом электрона из валентной зоны на уровень поверхностного серебряного кластера, и последующей ионизации этого кластера вторым квантом, приводящей к появлению электрона в зоне проводимости кристалла (рис. 13). Оставшаяся в валентной зоне дырка локализуется на центре свечения кристалла, где и происходит излучательная рекомбинация.

Наличие антистоксового свечения в трех указанных системах при комнатной температуре позволяет использовать их для практического решения различных современных технологических задач, которые основаны на преобразовании красного и ближнего инфракрасного излучения в видимый свет, таких как системы регистрации оптической информации (в том числе элементов ЗЭ-памяти), преобразователи частоты, оптические переключатели, ограничители мощности.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Косякова, Екатерина Александровна, Воронеж

1. Чукова Ю.П. Антистоксова люминесценция и новые возможности ее применения / Ю.П. Чукова. М.: Советское Радио, 1980. — 193 с.

2. Halsted R.E. Two-stage optical excitation in sulfide phosphors / R.E. Halsted, E.F. Apple, J.S. Prener // Phys. Rev. Letts. 1959. - V. 2. - P. 420-421.

3. Halsted R.E. Two-step optical excitation in CdS and ZnS / R.E. Halsted, E.F. Apple, J.S. Prener // In: Proc. Intern. Conf. Semiconductor Physics. Prague. -1960, 1961.-P. 776-778.

4. Гугель Б.М. Оптические свойства сульфида кадмия с двухступенчатым возбуждением / Б.М. Гугель и др. // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1969. - Т. 33, № 6. - С. 955-957.

5. Беликова Т.П. Особенности двухфотонного возбуждения люмиенсценции ZnS-Cu / Т.П. Беликова, Э.А. Свириденков // Физика и техника полупроводников. 1967. - Т. 1, № 4. - С. 606-608.

6. Беликова Т.П. Кинетика люминесценции ZnS-Cu во время действия импульса двухфотонного возбуждения / Т.П. Беликова, А.Н. Савченко, Э.А. Свириденков // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1971. - Т. 35, № 7. - С. 1454-1457.

7. Бекманн Е. Антистоксова экситонная люминесценция кристаллов CdS / Е. Бекман, И. Брозер, Р. Брозер // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1973. - Т. 37, № 2. - С.329-333.

8. Казанский С.А. Двухступенчатое возбуждение антистоксовой люминесценции в кристалле ZnSe*Ni / С.А. Казанский, А.И. Рыскин // Физика твердого тела. 1971. - Т. 13, № 12. - С. 3633-3636.

9. Овсянкин В.В. Кооперативная сенсибилизированная люминесценция галоидносеребряных солей и спектральная сенсибилизация фотографических эмульсий / В.В. Овсянкин, П.П. Феофилов // Доклады АН СССР. 1967. - Т.174, № 4. - С. 787-790.

10. Садыкова A.A. Антистоксова люминесценция фотослоев / A.A. Садыкова, И.С. Логинова, П.В. Мейкляр // Оптика и спектроскопия. -1983.-Т. 55, № 1. — с. 74-77.

11. Клюев В.Г. Фотохимичесая сенсибилизация антистоксовой люминесценции бромоиодосеребряных эмульсий / В.Г. Клюев, М.А. Кушнир, А.Н. Латышев // Журн. науч. и прикл. фотографии и кинематографии. 2001. - Т'. 46, № 5. - С. 49-53.

12. Овчинников О.В. Антистоксова люминесценция твердых растворов AgCl0.95I0.05 / О.В. Овчинников и др. // Журнал прикладной спектроскопии. 2005. - Т. 72, № 6. - С. 738-742.

13. Евлев А.Б. Фотосгимулированное формирование центров антистоксовой люминесценции в ионно-ковалентных кристаллах / А.Б. Евлев и др. // Докл. АН России. 2006. - Т. 409, № 6. - С. 756-758.

14. Белоус В.М. Люминесцентные исследования электронно-дырочных процессов в галогенсеребряных микрокристаллах с адсорбированными красителями / В.М.Белоус и др. // Журн. науч. и прикл. фотографии и кинематографии. 1998. - Т. 43, № 1. - С. 3-10.

15. Мейкляр П. В. О механизме спектральной сенсибилизации фотографических слоев / П. В. Мейкляр // Журн. науч. и прикл. фото- и кинематографии. 1992. - Т. 37, № 6. - С. 467-472.

16. Ицкович Л.И. Сенсибилизированная люминесценция фотографических слоев / Л.И. Ицкович, П.В. Мейкляр // Журн. научн. и прикладн. фотографии и кинематографии. 1969. - Т.14, № 32. - С. 132-135.

17. Физика и химия соединений AUBVI / под ред. С.А. Медведева. М.: Мир, 1970.-624 с.

18. Шейкман М.К. Люминесценция и фотопроводимость в полупроводниках AnBVI / M.K. Шейкман // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1973. - Т. 37, № 2. -С. 400-404.

19. Гурвич A.M. Центры свечения и особенности распределения дефектов в ZnS-фосфорах, активированных иновалентными примесями / A.M. Гурвич, В.Б. Гутан, М.А. Ильина // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1973. - Т. 37, №2.-С. 419-422.

20. Таусон В.Л. Экспериментальные исследования по кристаллохимии и геохимии сульфида цинка. / В.Л. Таусон, Л.В. Черонышев. Новосибирск: Наука, 1981.-191с.

21. Гурвич A.M. Введение в физическую химию кристаллофосфоров / A.M. Гурвич. М.: Наука, 1982. - 376 с.

22. Атрощенко Л.В. Стабилизация гексагональной модификации сульфида цинка легированием донорными примесями / Л.В. Атрощенко и др. // Изв. АН СССР. Сер. Неорг. Матер. 1972. - Т. 8, № 4. - С. 639-640.

23. Павлов П.В. Физика твердого тела / П.В. Павлов, А.Ф. Хохлов. М.: Высшая школа, 2000. - 494 с.

24. Милне А. Гетеропереходы и переходы металл полупроводник / А. Милне, Д. Фойхт. - М.: Мир, 1975. - 432 с.

25. Swank R.K. / Phys. Rev. 1967. - V. 153. - P. 844.

26. Преобразование солнечной энергии. Вопросы физики твердого тела. / Перев. И.П. Гавриловой, Ю.Д. Арбузова. М.: Энергоиздат, 1982. - 320 с.

27. Самсонов Г.В. Сульфиды / Г.В. Самсонов, C.B. Дроздова. М.: Металлургия, 1972. - 304 с.

28. Некрасов Б.В. Основы общей химии: в 2 т. / Б.В. Некрасов. М. Мир, 1967.-Т. 2.-С. 231-245.

29. Кузьмина И.П. Окись цинка. Получение и оптические свойства / И.П. Кузьмина, В.А. Никитенко. М.: Наука, 1984. — 166 с.

30. Электроотрицательность и химическая связь / под ред. . Новосибирск: Изд. СО АН СССР, 1962. - 28 с.

31. Третьяков Ю.Д. Химия нестехиометрических окислов / Ю.Д. Третьяков. М. Изд. МГУ, 1974. - 364 с.

32. Физико-химические свойства полупроводниковых веществ. Справочник. -М.: Наука, 1979.-340 с.

33. Кофстад П. Отклонение от стехиометрии, диффузия и электропроводность в простых окислах металлов / П. Кофстад. М.: Мир, 1975.-398 с.

34. Шарма Б.Л. Полупроводниковые гетеропереходы / Б.Л Шарма, Р.К. Пурохит. -М.: Сов. Радио, 1979.-232 с.

35. F.P. Koffyberg // Phys. Rev. В. 1976. - V. 13, № 10. - P. 4470-4476.

36. Власенко H.A. Люминесцентные свойства смешанных монокристаллов ZnxCdbxS / H.A. Власенко и др. // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1971. - Т. 35, №7. -С. 1433-1436.

37. Георгобиани А.Н. Исследование сложной структуры спектров примесной люминесценции монокристаллов сульфида цинка / А.Н. Георгобиани и др. // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1973. - Т. 37, № 2. - С. 415-418.

38. Антипова-Каратаева И.И. Спектральное исследование центров люминесценции с помощью обобщенного метода Аленцева / И.И.

39. Антипова-Каратаева, Н.П. Голубева, М.В.Фок // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1973. - Т. 37, № 2. - С. 410-414.

40. Голубева Н.П. Связанная с кислородом люминесценция «беспримесного» сульфида цинка / Н.П. Голубева, М.В. Фок // Журнал прикладной спектроскопии. 1972. - Т. 17, № 6. - С. 261-268.

41. Букке Е.Е. Разложение на элементарные полосы спектра голубой люминесценции «самоактивированного» ZnS / Е.Е. Букке и др. // Журнал прикладной спектроскопии. 1970. - Т. 12, № 6. - С. 1047-1052.

42. Туницкая В.Ф. Свойства индивидуальных полос голубого излучения самоактивированного сульфида цинка и природа соответствующих центров свечения / В.Ф. Туницкая и др. // Изв. АН СССР. Сер. физ. -1971. Т. 35, № 7. - С. 1437-1440.

43. Гурвич A.M. О природе глубоких центров свечения в ZnS-фосфорах, активированных серебром и медью / A.M. Гурвич, В.Б. Гутан, М.А. Ильина// Изв. АН СССР. Сер. физ. 1973. - Т. 35, № 7. - С. 1467-1469.

44. Григорьев H.H. Механизм переноса энергии в кристаллах ZnS при неоднородном фотовозбуждении / H.H. Григорьев, М.В. Фок // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1971. - Т. 35, № 7. - С. 1441-1445.

45. Бундель A.A. Исследование состава паровой фазы над твердыми растворами ZnS-CdS / A.A. Бундель, В.Н. Жукова, Г. В. Жуков // Журнал физической химии. 1967. - Т. 41, № 7. - С. 1770-1774.

46. Жиров Н.Ф. Люминофоры (светящиеся твердые составы) / Н.Ф. Жиров; под ред. Вавилова С.И., Свешникова Б.Я. М.: Изд. Мин. Обороны, 1940. -С. 182-218.

47. Морозова Н.К. Изменение ширины запрещенной зоны сульфида цинка при легировании кислородом / Н.К. Морозова, М.М. Веселкова // Журнал прикладной спектроскопии. 1981. - Т. 34, № 6. - С. 1094-1100.

48. Морозова Н.К. Влияние кислорода на электронную зонную структуру ZnS / Н.К. Морозова и др. // Физика и техника полупроводников. 2005. -Т. 39, №5.-С. 513-519.

49. Морозова Н.К. Самоактивированное излучение твердых растворов ZnS -ZnO / Н.К. Морозова и др. // Журнал прикладной спектроскопии. 1977.- Т. 27, № 5. С. 929. - Деп. в ВИНИТИ, № 3102-77.

50. Польских Э.Д. Цинк-сульфидные люминофоры, активированные кислородом / Э.Д. Польских, С.С. Галактионов, А.А. Бундель // Журнал прикладной спектроскопии. 1973. - Т. 19, № 5. - С. 877-881.

51. Чечеткина Е.А. Исследование растворимости ZnO и ZnS (вюрците) / Е.А. Чечеткина и др. // Изв. АН СССР. Сер. Неорг. Матер. 1978. - Т. 13, № 8.-С. 1393-1396.

52. Томашик В.Н. Диаграммы состояния систем на основе полупроводниковых соединений AnBIV / В.Н. Томашик, В.И. Грыцив. -Киев.: Наукова думка, 1982. 168 с.

53. Акимов И.А. // Журн. научн. и прикладн. фотографии и кинематографии- 1959. Т.4, № 1.-С.64.

54. Митрофанова Н.В. Температурная чувствительность ZnSxCdSi.x-Ag,Ni-кристаллофосфоров / Н.В. Митрофанова и др. // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1971. - Т. 35, № 7. - С. 1446-1449.

55. Сидоров А.И. Нелинейно-оптическое ограничение инфракрасного лазерного излучения в полупроводниках: автореф. дис. . докт. физ.-мат. наук / А.И. Сидоров. Санкт-Петербург, 2004. - 37 с.

56. Auzel F. Compteur quantique par transfert d'energie entre deux ions de terres rares dans un tungstate mixte et dans un verre / F. Auzel // C. R. Acad. Se. Paris, B.- 1966.-V. 262.-P. 1016-1019.

57. Овсянкин B.B. Кооперативная сенсибилизация люминесценции в кристаллах, активированных редкоземельными ионами / В.В. Овсянкин, П.П. Феофилов // Письма в ЖЭТФ. 1966. - Т. 4. - С. 471-473.

58. Овсянкин В.В. Кооперативная сенсибилизация фото физических и фотохимических процессов / В.В. Овсянкин, П.П.Феофилов // Молекулярная фотоника: сб. статей. JL: Наука, 1970. - С. 86-106.

59. Мешков A.M. Об условии Гарни и Мота в механизме спектральной сенсибилизации / A.M. Мешков, И.А. Акимов // Журн. научн. и прикладн. фотографии и кинематографии. 1971. - Т.16, № 3. - С. 223-225.

60. Казарян А.К. Антистоксово преобразование излучения в люминофорах с редкоземельными ионами / А.К. Казарян, Ю.П. Тимофеев, М.В. Фок // АН СССР Труды ордена Ленина и ордена Октябрьской рев. физ. инст. им. П.Н. Лебедева. 1986. - Т. 175. - С. 4-65.

61. Зегря Г.Г. Новый механизм Оже-рекомбинации неравновесных носителей тока в полупроводниковых гетероструктурах / Г.Г. Зегря, В.А. Харченко // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1992. -Т. 101, № 1.-С. 327-342.

62. Kammerer С. Photoluminescence up-conversion in single self-assembled InAs/GaAs quantum dots / C. Kammerer at all. // Phys. Rev. Lett. 2001. - V. 87, №20.-P. 207401.

63. Cho Yong-Hoon Dynamics of anti-Stokes photoluminescence in type-II AlxGaixAs-AsGaInP2 heterostructures: the important role of long-lived carriers nearthe interface / Yong-Hoon Cho at all. // Phys. Rev. B. 1997. - V. 56, № 8.-P. 4375-4378.

64. Zeman J. Band alignment and photoluminescence up-conversion at the GaAs/(ordered)GaInP2 heterojunction / J. Zeman at all. // Phys. Rev. B. -1997.-V. 55.-P. 428-431.

65. Агранович B.M. Перенос энергии электронного возбуждения в конденсированных средах / В.М. Агранович, М.Д. Галанин. М.: Наука, 1978.-384 с.

66. Ермолаев В.Л. Безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения. / В.Л. Ермолаев и др.. Л.: Наука, 1977. - 312 с.

67. Ивлиев Ю.А. Вероятность суммирования электронных возбуждений при резонансном взаимодействии между примесными центрами / Ю.А. Ивлиев // Оптика и спектроскопия. 1969. - Т. 27, № 3. - С. 426-430.

68. Фридман С.А. Люминесцентные методы визуализации длинноволнового излучения / С.А. Фридман, Э.Я. Арапова, Н.В. Митрофанова и др. // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1971. - Т. 37, № 4. - С. 783-789.

69. Овсянкин В.В. Двухфотонная сенсибилизация фотофизических процессов в полупроводниках / В.В. Овсянкин, П.П. Феофилов // Труды 9-ой Международн. конф. по физике полупроводников, М., 1968. Л.: Наука, 1969.-С. 251-256.

70. Акимов И.А. О многофотонном механизме спектральной сенсибилизации / И.А. Акимов, A.B. Шабля // Журн. научн. и прикладн. фотографии и кинематографии. 1968. - Т. 13, № 5. - С.364-365.

71. Мейкляр П.В. Физические процессы при образовании скрытого фотографического изображения / П.В. Мейкляр. М.: Наука, 1972. - 400с.

72. Акимов И.А. Спектральная сенсибилизация внутреннего фотоэффекта красителями в неорганических полупроводниках / И.А. Акимов // Элементарные фотопроцессы в молекулах: сб. статей. -М.: Наука, 1966. -С.397-417.

73. Ицкович Л.Н. Влияние химического созревания и концентрации красителя на сенсибилизированную люминесенцию эмульсионных слоев / Л.Н. Ицкович, П.В. Мейкляр // Жунр. науч. и прикл. фотографии и кинематографии. 1969. - Т. 14, № 4. - С. 288-289.

74. Акимов И.А. Сенсибилизированный фотоэффект / И.А. Акимов, Ю.А.Черкасов, М.И Черкашин. М.: Наука, 1980. - 384 с.

75. Шапиро Б.И. Теоретические начала фотографического процесса / Б.И. Шапиро. М.: Эдиториал УРСС, 2000. - 288 с.

76. Шапиро Б.И. Процессы спектральной и химической сенсибилизации в их взаимосвязи / Б.И. Шапиро // Журн. научн. и прикладн. фотографии -1992. Т.37, № 2. - С. 139-153.

77. Мотт Н. Электронные процессы в ионных кристаллах / Н. Мотт, Р. Герни. М.: Изд. Иностр. Лит, 1950. - 349 с.

78. Акимов И.А. Исследование механизма передачи энергии в явлении спектральной сенсибилизации / И.А. Акимов, A.B. Шабля // Журн. научн. и прикладн. фотографии и кинематографии. 1967. - Т. 12, № 6. - С.459-461.

79. Акимов И.А. Фотопроцессы в полупроводниках с адсорбированным красителем / И.А. Акимов, М.А. Горяев // Журнал физической химии. -1984. Т. 58, № 5. - С. 1104-1107.

80. Акимов И.А. Создание условий для спектральной сенсибилизации фотопроцессов в твердых телах красителями / И.А. Акимов // Докл. АН СССР.-1980.-Т. 251, № 1.-С. 135-138.

81. Driessen F.A.J.M. Interface-induced conversion of infrared to visible light at semiconductor interfaces / F.A.J.M. Driessen at all. // Phys. Rev. B. 1996. -V. 54, № 8. - P. R5263-R5266.

82. Hyeonsik M. Photoluminescence up-conversion in GaAs/AlxGaixAs heterostructures / M. Hyeonsik at all. // Phys. Rev. B. 1998. - V. 58, № 8. -P. R4254-4257.

83. Антистоксовский преобразователь света на основе полупроводников с переменной шириной запрещенной зоны. / L.J. van Ruyven, F.E. Williams/ Solid-State Electron. 1967. - T. 10. - С. 1159.

84. Багаев E.A. Изменение оптических свойств нанокластеров CdS, полученных методом Ленгмюра-Блоджет, при пассивации в аммиаке /

85. Е.А. Багаев и др. // Физика и техника полупроводников. 2008. - Т. 42, №6.-С. 718-725.

86. Акимов И.А. Классические (не квантовые) нанокристаллы полупроводников в органических матрицах / И.А. Акимов, И.Ю. Денисюк, A.M. Мешков // Оптический журнал. 2001. - Т. 68, № 1. - С. 18-24.

87. Rossetti R. Excited electronic states and optical spectra of ZnS and CdS crystallites in the ~ 15 to 50 A size range: Evolution from molecular to bulk semiconducting properties / R. Rossetti at all. // J. Chem. Phys. 1985. - V. 82, № l.-P. 552-559.

88. Кронгауз В.Г. Спектры диффузного отражения как метод исследования и контроля при разработке цинккадмийсульфидных люминофоров // Журнал прикладной спектроскопии. 1972. - Т. 17, № 1. - С. 146-149.

89. Шапиро И.П. Определение спектров поглощения кристаллофосфоров по спектрам диффузного отражения / И.П. Шапиро // Оптика и спектроскопия. 1959. - Т. 7, № 6. - С. 798-802.

90. Кортюм Г. Принципы и методика измерения в спектроскопии диффузного отражения / Г. Кортюм, В. Браун, Г. Герцог // Успехи физических наук. 1965. - Т. 85, № 2. - С. 365-380.

91. Ормонт Б.Ф. Введение в физическую химию и кристаллохимию полупроводников / Б.Ф. Ормонт. М.: Высшая школа, 1982. - 528 с. -С.163.

92. Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. / А.И. Гусев. -М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007.-416 с.

93. Казанкин О.П. Неорганические люминофоры / О.П. Казанкин и др.. -М.: Химия, 1975.-192 с.

94. Марковский Л .Я. Люминофоры / Л.Я. Марковский, Ф.М. Пекерман, Л.Н. Петошина. -М.: Химия, 1966.

95. Киреев П.С. Физика полупроводников / П.С. Киреев. М.: Высшая школа, 1969.-290 с.

96. Lukaszewicz Т. The luminescent and structural properties of (Zn,Cd)S-Cu, CI phosphors / T. Lukaszewicz, J. Kalicinska-Karut // Acta Phys. Polonica. -1974. V. A45, № 5. - P. 721-729.

97. Марковский JI.Я. Изучение стойкости сульфидных люминофоров с помощью химического метода анализа / Л .Я. Марковский и др. // .

98. Физико-химические свойства окислов // справочник; под ред. Чл.-корр. АН УССР Г.В. Самсонова. М.: Металлургия, 1978. - 472 с.

99. Суздалев И.П. Нанотехнология: физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов / И.П. Суздалев. М.: КомКнига, 2006. -592 с.

100. Zou B.S. Optical properties of amorphous ZnO, CdO and PbO nanoclusters in solution / B.S. Zou, V.V. Volkov, Z.L. Wang // Chem. Mater. 1999. - V. 11. -P. 3037-3043.

101. Дякин B.B. Оже-механизм взаимодействия центров люминесценции с DA-парами в сульфиде кадмия / В.В. Дякин и др. // Физика и техника полупроводников. 1976. - Т. 10, № 12. - С. 2288-2292.

102. Klinskikh A.F. Modified transfer matrix method for quantum cascade lesers / A.F. Klinskikh, D. A. Chechin A. V. Dolgikh. // Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics. 2008. -V. 41. - P. 161001.

103. Гербштейн Ю.М. О природе центров желто-оранжевой люминесценции окиси цинка / Ю.М. Гетбштейн, Я.М. Зеликин // Оптика и спектроскопия. 1969. - Т. 27, № 3. - С.515-516.

104. Овчинников О.В. Антистоксова люминесценция микрокристаллов твердых растворов AgCl0.95I0.05 с адсорбированными молекулами органических красителей / О.В. Овчинников и др. // Журнал прикладной спектроскопии. 2006. - Т. 73, № 5. - С. 592-596.

105. Соколов В.А. Люминесценция и адсорбция / В.А. Соколов, А.Н. Горбань. -М.: Наука, 1969. 188 с.

106. Волькенштейн Ф.Ф. Электронные процессы на поверхности полупроводников при хемосорбции / Ф.Ф. Волькенштейн. М.: Наука, 1987.-432с.

107. ПО.Теренин А.Н. Фотоника молекул красителей и родственных органических соединений / А.Н. Теренин. JI:.Наука, 1967. - 600 с.

108. Ш.Овчинников О.В. Оптические свойства адсорбированных металлических и металлоорганических нанокластеров и фотостимулированные процессы с их участием: автореф. дис. . докт. физ.-мат. наук / О.В. Овчинников. -Воронеж, 2009. 39 с.

109. Смирнова A.M. Механизмы антистоксовой люминесценции кристаллов галогенидов серебра: автореф. дис. . канд. физ.-мат. наук / A.M. Смирнова. Воронеж, 2008. - 16 с.

110. Латышев А.Н. Спектры фотоионизации адсорбированных на поверхности монокристалла ZnS атомов серебра / А.Н. Латышев и др. // Журнал прикладной спектроскопии. 2006. - Т. 73, № 3. - С. 335-338.

111. Овчинников О.В. Спектры фотоионизации адсорбированных на поверхности монокристалла ZnS димеров серебра / О.В. Овчинников и др. // Журнал прикладной спектроскопии. 2007. - Т. 74, № 5. - С. 545547.

112. Овчинников О.В. Антистоксова люминесценция микрокристаллов твердых растворов Zno.6Cdo.4S, подвергнутых отжигу в присутствии кислорода / О.В. Овчинников и др. // Физика и техника полупроводников. 2009. - Т. 43, №. 3 - С. 364-368.

113. Smirnov M. S. Low-threshold up-conversion luminescence in ZnxCdl-xS with oxidated surface / M. S. Smirnov at all. // J. Physica B. 2009. - V. , № . -P. .

114. Латышев А.Н. Фотостимулированное образование центров нелинейного поглощения света в ионно-ковалентных кристаллах / А.Н. Латышев и др. // Fundamental Problems of Physics, 13-18 June 2005, Kazan: 3 Intern, conf.: abstr. Kazan, 2005. - C. 65.

115. Latyshev A.N. Photostimulated anti-Stokes luminescence caused by metalorganic nanostructures adsorbed on the surface of ionic-covalent crystals / A.N. Latyshev at all. // Известия вузов. Физика. Приложение. 2006. - Т. 49, № 10.-С. 258-261.

116. Алферов Ж.И. История и будущее полупроводниковых структур / Ж.И.Алферов // Физика и техника полупроводников. 1998. - Т. 32, №1.

117. Леденцов Н.Н. Гетероструктуры с квантовыми точками: получение, свойства, лазеры. Обзор / Н.Н. Леденцов и др. // Физика и техника полупроводников. 1998. - Т. 32, №4. - С. 385-410.

118. Vagos P. Photoluminescence up-conversion induced by intersubbend adsorption in asymmetric coupled wells / P. Vagos at all. // Phys. Rev. Lett. -1993.-V. 70, №7. -P. 1018-1021.1. C. 3-18.