Физические основы низкопороговой оптической нелинейности в галогенидах серебра и сульфидах цинка и кадмия тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

На правах рукописи

Новиков Павел Владимирович

Физические основы низкопороговой оптической нелинейности в галогенидах серебра и сульфидах цинка и кадмия

Специальность 01.04.05 — Оптика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

1 9 НОЯ

Воронеж 2009

003483957

Работа выполнена в Воронежском государственном университете

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

профессор Латышев Анатолий Николаевич

Официальные оппоненты: кандидат физико-математических наук,

доцент Лисицын Виктор Иванович доктор физико-математических наук, профессор Чернышев Вадим Викторович

Ведущая организация: Кемеровский государственный университет

Защита диссертации состоится 3 декабря 2009 г. в 15— часов на заседании диссертационного совета Д 212.038.06 при Воронежском государственном университете по адресу: 394006, г. Воронеж, Университетская пл., д. 1, ауд. Ш-

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Воронежского государственного университета.

«_А2_» о*^ с|.

Автореферат разослан « 0 и » ок V ^ <>[ »Л 2009 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета Дрождин С. Н.

Общая характеристика работы

Актуальность темы диссертации. Развитие современных оптических технологий зависит от возможности управления оптическим излучением предсказуемым образом. Важным компонентом оптических систем являются ограничители мощности оптического излучения, при этом основное внимание уделяется пассивным устройства, которые имеют ряд преимуществ по сравнению с активными ограничителями, включающими сенсор, процессор, цепь обратной связи и т. д. [1]. Пассивные ограничители основаны на использовании материалов, в которых детектирование, обработка сигнала и действие являются функцией самого материала. Такие функции реализуются благодаря наличию нелинейного отклика в образце.

В оптоэлектронных системах световые потоки невелики. Поэтому необходимы ограничители мощности оптического излучения с низким порогом срабатывания. Такие ограничители нужны также для защиты глаз человека и фоточувствительных элементов приборов. Следовательно, снижение порога срабатывания ограничителя является важной задачей. Один из подходов решения такой задачи это использование широкозонных полупроводников с глубокими примесными уровнями в запрещённой зоне, в которых наблюдалась самодефокусировка в результате примесного поглощения, приводящего к изменению концентрации электронов в зоне проводимости (напр. [2, 3]). В видимой области подобного рода исследований не так много, в связи с тем, что используемые механизмы нелинейности сильно ослабевают с уменьшением длины волны. Дальнейшие исследования по поиску новых принципов работы низкопороговых ограничителей мощности, работающих в том числе в видимой области является актуальной задачей. Известно, что в ионно-ковалентных кристаллах с адсорбированными молекулами органических красителей и кластерами металла могут протекать двухквантовые процессы при достаточно низких интенсивностях излучения — Ю^-Ш-4 Вт/см2) (напр. [4, 5]). Двухквантовые оптические переходы в таких материалах приводят к возбуждению сенсибилизированной антистоксовой люминесценции (САСЛ). Возбуждение осуществляется через энергетические уровни металл-органических структур типа «молекула красителя + кластер серебра», компоненты которых слабо взаимодействуют друг с другом. Двухквантовость этих процессов должна приводить к нелинейной зависимости интенсивности прошедшего света от интенсивности падающего. Поэтому можно предполагать, что существует возможность реализации в кристаллах с адсорбированными молекулами красителей и кластерами металла ограничения мощности при достижении уровня световых потоков, сопоставимых с возбуждающими САСЛ. Однако для этого необходимо более полно исследовать природу центров, влияющих на эффективность двухквантовых оптических переходов, найти условия их создания и определить механизм нелинейного взаимодействия с оптическим излучением, содержащих эти центры.

Целью работы является установление закономерностей низкопороговых оптических нелинейностей в ионно-ковалентных кристаллах (на примере га-логенидов серебра и сульфидов цинка и кадмия), содержащих на своей поверхности молекулы органических красителей и кластеры металлов.

Достижение поставленной цели предполагало решение следующих основных задач:

• Исследование стадий процессов фотостимулированной поатомной сборки сборки кластеров металла и металл-органических комплексов типа «кластер металла + молекула красителя», адсорбированных на поверхности ионно-ковалентных кристаллов, для формирования центров, участвующих в низкопороговом нелинейном взаимодействии с оптическим излучением.

• Определение оптических свойств указанных адсорбированных центров, и исследование влияния на них мелких электронных и дырочных уровней захвата.

• Исследование роли адсорбированных металл-органических комплексов на поверхности кристаллов в возникновении низкопорогового нелинейного оптического отклика.

• Выяснение возможности реализации в исследуемых системах низкопорогового ограничения мощности оптического излучения.

Научная новизна работы заключается в том, что

• Впервые обнаружена поатомная «сборка» димеров серебра на поверхности монокристаллов а также А§С1 из адатомов за счёт их фотостимулированной диффузии, реализующейся в результате УФ возбуждения (Л = 365 нм) при Т = 77 К подложки.

• В микрокристаллах А§С1 обнаружено, что эффективное низкопороговое

Ю-3-Ю-4 Вт/см2) двухквантовое возбуждение антистоксовой люминесценции излучение с длинами волн 620-700 нм возникает за счёт фо-тостимулированного формирования при Т = 77 К малоатомных кластеров серебра вблизи молекул метиленового голубого.

• Для диспергированных в желатиновой матрице нанокристаллов А§С1(1) с адсорбированными молекулами красителей и кластерами серебра методом г-сканирования обнаружена низкопороговая (~ Ю-1 Вт/см2) самофокусировка излучения для Л = 660 нм, приходящегося на максимум спектра возбуждения сенсибилизированной антистоксовой люминесценции.

• Обнаружен эффект низкопорогового (~ Ю-1 Вт/см2) ограничения мощности излучения с Л = 660 нм с длительностью импульса 1 мс в на-нокристаллах АдС1(1) с адсорбированными молекулами красителей метиленового голубого, малахитового зелёного и соль 1,Г-диэтил- 2,2'-хи-ноцианина и 3,3'-ди-(у-сульфопропил)- 9-этил- 4,5-бензо- 4',5'-[4",5"-ди-метилено(2",3")]- тиатиазолокарбоцианинбетаина и кластерами серебра.

• Впервые доказано, что темновая убыль светосумм, высвечиваемых с глубоких электронных ловушек в кристаллах 2п8 определяется рекомбинацией освобождаемых с мелких уровней захвата электронов и дырок непосредственно на центрах люминесценции и на глубоких ловушках.

Основные положения, выносимые на защиту:

• Адсорбированные на поверхности монокристаллов 2п8, а также А§С1 атомы серебра преобразуются в димеры серебра за счёт фотодиффузии, реализующейся при Т = 77 К под действием возбуждающего подложку УФ излучения, в результате последовательного захвата электронов и их безыз-лучательной рекомбинации.

• Низкотемпературное (Г = 77 К) фотостимулированное формирование атомов, димеров и тримеров серебра вблизи адсорбированных на поверхности микрокристаллов А§С1 молекул метиленового голубого приводит к увеличению более чем на порядок эффективности двухквантового низкопорогового (~ КГМСГ4 Вт/см2) возбуждения антистоксовой люминесценции.

• Низкопороговое (~ Ю-1 Вт/см2) двухквантовое фотовозбуждение нано-кристаллов А§С1(1), реализующееся путём переноса энергии электронного возбуждения от адсорбированных молекул красителей к расположенным вблизи них кластерам серебра и их последующей фотоионизации, определяет эффект самофокусировки излучения при Т = 77 К с Л = 660 нм длительностью импульса 1 мс, обусловленный перераспределением плотности неравновесных носителей зарядов.

• В кристаллах, обладающих сенсибилизированной антистоксовой люминесценцией, реализуется низкопороговое (~ Ю-1 Вт/см2) ограничение мощности излучения с Л = 660 нм и длительностью импульса 1 мс за счёт эффекта самофокусировки.

Практическая ценность работы. Полученные экспериментальные данные могут быть важны для

• Разработки методов поатомной контролируемой «фотосборки» на поверхности кристаллов кластеров и наноструктур.

• Низкопорогового антистоксова преобразования частоты

• Разработки новых низкопороговых ограничителей мощности оптического излучения на основе кристаллов, обладающих свойством двухквантового сенсибилизированного фотовозбуждения.

Апробация работы. Результаты диссертации докладывались и обсуждались на всероссийской конференции «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах» (Воронеж, 2004, 2006, 2008), на IX и X международных конференциях «Физико-химические процессы в неорганических материалах» (Кемерово, 2004, 2007), всероссийском симпозиуме «Нанофотоника» (Черноголовка, 2007), на VIII и IX международных конференциях «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы» (Ульяновск, 2006, 2009).

Публикации и личный вклад автора. Работа выполнена на кафедре «Оптики и спектроскопии» Воронежского госуниверситета. Определение цели и задач диссертации, постановка экспериментов а также анализ полученных результатов осуществлялся под непосредственным руководством научного руководителя, заведующего кафедрой «Оптики и спектроскопии» Физического факультета Воронежского госуниверситета, заслуженного деятеля науки РФ, доктора физико-математических наук, профессора Латышева Анатолия Николаевича.

Все вошедшие в диссертацию результаты выполнены автором лично или при его непосредственном участии вместе с сотрудниками кафедры. Автором осуществлено методическое обоснование использованных в работе методов исследования и проведены экспериментальные измерения. Проведён анализ и интерпретация полученных результатов. Сформулированы основные выводы и научные положения, выносимые на защиту.

Основные результаты диссертации опубликованы в 14 работах из них 3 работы опубликованы в изданиях, входящих в перечень ВАК, 9 работ опубликованы в материалах всероссийских и международных научных конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы, включающего 196 наимен. Работа содержит 143 стр. машинописного текста, в том числе 42 рис. и 8 табл.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулирована цель и поставлены основные задачи исследования, обоснован выбор объектов исследований, отмечены научная новизна и практическая значимость полученных результатов, приведены научные положения, выносимые на защиту, перечислены конференции, на которых были доложены основные результаты работы, указаны структура и объем диссертации.

В первой главе делается аналитический обзор литературы. В начале рассматриваются некоторые закономерности нелинейного взаимодействия полупроводников с оптическим излучением. Далее проведен обзор имеющихся сведений о люминесцентных свойствах исследуемых ионно-ковалентных кристаллов. Отмечены основные закономерности свечения и влияние различных факторов на люминесценцию. Затем рассмотрены имеющиеся в литературе данные о сенсибилизированной антистоксовой люминесценции (САСЛ) галогенидов серебра и сульфидов цинка и кадмия. Обсуждаются различные механизмы возбуждения САСЛ, отмечены основные недостатки предложенных в литературе моделей возбуждения. Далее, дан обзор экспериментальных и теоретических исследований адсорбированных на поверхности галогенидов серебра и сульфидов цинка и кадмия металлических частиц атомно-молекулярной дисперсности. Приводятся сравнительные данные о положении

энергетических уровней, возникающих в исследуемых кристаллах при адсорбции на их поверхности малоатомных металлических частиц. Обсуждаются имеющиеся экспериментальные сведения о фотостимулированном преобразовании этих частиц.

Во второй главе даётся описание объектов исследования, методов исследования и используемой экспериментальной техники. В качестве объектов исследования используются монокристаллы AgCl и 2пБ, микрокристаллы (МК) AgC], а также кристаллы AgCl0.95I0.05. внедрённые в желатиновую матрицу. Эти кристаллы являются материалами с высоким квантовым выходом фотолюминесценции при низких температурах. Для сенсибилизации антистоксовой люминесценции использовались органические красители метиленовый голубой (далее Б1), малахитовый зелёный (далее Б2) и соль соль 1,1'-диэтил-2,2'-хиноцианина и 3,3'-ди-(у-сульфопропил)- 9-этил- 4,5-бензо- 4',5'-[4",5"-диметилено(2",3")]- тиатиазолокарбоцианинбетаина (далее 03). Эти красители, с одной стороны, имеют поглощение в требуемой спектральной области, а, с другой стороны, проявляют разную способность к агрегации.

На поверхность исследуемых кристаллов наносились частицы серебра атомно-молекулярной дисперсности из растворов AgNOз и с помощью специально разработанного устройства масс-спектрометрического напыления. В этом устройстве первично испарённые частицы металла ионизировались электронным пучком, разделялись по массе в поперечном магнитном поле и направлялись на кристалл, тормозясь при подлёте к кристаллу до тепловых скоростей.

Образцы исследовались методом измерения спектров свечения стационарной люминесценции, спектров возбуждения антистоксовой люминесценции (при возбуждении квантами с энергией меньшей энергии квантов люминесценции), и спектров возбуждения фотостимулированной вспышки люминесценции (ФСВЛ), дающей информацию о глубине и концентрации ловушек в запрещённой зоне кристалла. В методе ФСВЛ кристаллофосфор сперва освещается коротковолновым излучением, вызывающим межзонные переходы, с целью заполнения примесных уровней электронами. Затем носители заряда с примесных уровней переводятся в зону проводимости при освещении кристалла квантами света соответствующей энергии. При этом наблюдается вспышка люминесценции. Регистрируемой величиной является высвеченная светосумма, пропорциональная концентрации примесных состояний на данной глубине в запрещенной зоне. Эти измерения проводились на автоматизированном спектральном комплексе, созданного на базе дифракционного мо-нохроматора МДР-4. Регистрирующим элементом служил ФЭУ-79, работающий в режиме счета фотонов. Образцы размещались в вакуумном оптическом криостате при давлении 10"6 торр и могли охлаждаться до температуры 77 К. На образцы осуществлялось воздействие ультрафиолетового (УФ) излучения (линии 313 и 365 нм ртутной лампы) и ИК излучения (0.6-2.0 эВ лампа на-

Таблица 1: Значения красных границ и максимумов полос фотоионизации адсорбированных атомов и димеров серебра.

А6С1

Еге(} Ещах АЕ ЕгеЛ Ещах | АЕ

1.73 1.90 0.17 1.47 1.60 0.13 1.64 1.80 0.15

Ag2 1.54 1.70 0.16 1.63 1.70 0.07 1.82 1.90 0.08

наливания за монохроматором УМ-2). Сбор данных и управление световыми потоками осуществлялось автоматически при помощи персонального компьютера.

Измерение нелинейного отклика образцов осуществлялось при помощи техники г-сканирования. При этом образец проходил через фокальную плоскость линзы с фокусным расстоянием 15 см. В качестве источника излучения служил полупроводниковый лазер с Лтах = 660 нм и мощностью 75 мВт, излучение которого, проходя образец, попадало на фотодиод подключенный к цифровому осциллографу. С помощью механического прерывателя создавались импульсы излучения длительностью 1 мс и периодом 40 мс.

В третьей главе рассматривается фотостимулированное преобразование атомов и малоатомных кластеров серебра, адсорбированных на поверхности монокристаллов гпБ и AgCl. Исследования проводятся методом ФСВЛ в сочетании с масс-спектрометрическим нанесением А^ (п= 1,2) на поверхность кристаллов. Вначале представлены экспериментальные результаты измерения спектров стимуляции вспышки люминесценции при 77 К для монокристаллов АдС1 и гпБ с адсорбированными на их поверхности атомами и димерами серебра, полученные совместно с авторами работ [6, 7, 8]. Адсорбция атомов и димеров серебра на поверхности указанных кристаллов приводит к появлению в спектре возбуждения ФСВЛ полос в области энергий 1.5-2.0 эВ, что соответствует появлению электронных ловушек на этой глубине под дном зоны проводимости. Значения максимумов и красных границ полос, возникающих в спектре стимуляции вспышки представлены в табл. 1.

Далее рассмотрены результаты воздействия коротковолнового облучения, вызывающего межзонные переходы в кристаллах А%С\ и гпБ, на спектры возбуждения ФСВЛ этих кристаллов с адсорбированными на их поверхности атомами серебра. Для кристаллов А§С1 при УФ засветках максимум ФСВЛ, расположенный для случая атомов вблизи 1.9 эВ, смещается в сторону меньших энергий, одновременно уширяясь (рис. 1), что соответствует образованию адсорбированных димеров серебра (1.7 эВ) и более крупных кластеров. Облучение УФ светом кристаллов ZnS с нанесёнными на их поверхность атомами серебра также приводит к изменению спектра стимуляции вспышки (рис. 2).

s s

>4

3 03

s

1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 Энергия фотона, эВ Рис. 1: Спектры стимуляции вспышки люминесценции монокристалла AgCl исходного (кр. 1), после нанесения ионов Ag+ в концентрации 10' см-2 (кр. 2), после нанесения ионов Ag+ в концентрации 109 см-2 и воздействия УФ излучения в течение 30 мин (кр. 3), 40 мин (кр. 4) и 60 мин (кр. 5), после нанесения ионов AgJ в концентрации 7-Ю8 см"2.

а 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8

«а

® Энергия фотона, эВ

Рис. 2: Спектры стимуляции вспышки люминесценции монокристалла 2пЗ исходного (кр. 1), после нанесения ионов в концентрации 3 ■ 108 см-2 (кр. 2), в концентрации 3 • 109 см"2 после воздействия УФ излучения в течение 30 минут (кр. 3), после нанесения ионов Ag2 в концентрации 2 • 108 см"2 (кр. 4).

Эти изменения объясняются фотостиммугшрованным образованием димеров серебра и более крупных кластеров.

В конце третьей главы представлены экспериментальные результаты по исследованию уменьшения высвеченной светосуммы с глубоких электронных уровней в кристаллах обусловленных, в том числе, адсорбированными серебряными частицами. Установлено, что освобождение мелких электронных уровней во время темнового интервала под действием температуры или излучения в интервале 0.1-0.4 эВ приводит к ускорению процесса уменьшения высвеченной светосуммы. На основании этих результатов, а также численного решения кинетических уравнений делается вывод о том, что при измерении ФСВЛ существенное влияние на уменьшение высвеченной светосуммы с глубоких уровней в кристаллах гпБ оказывает процесс уменьшения концентрации ионизированных центров свечения за счёт рекомбинации на этих центрах электронов, освобождаемых с мелких электронных уровней. Часть высвеченной светосуммы теряется в результате безызлучательной рекомбинации дырок валентной зоны с глубокими уровнями вспышки.

В четвёртой главе рассмотрены результаты исследований возбуждения САСЛ для микрокристаллов АдС1 с адсорбированными молекулами метиле-нового голубого (Б1) при 77 К. Для этих объектов САСЛ наблюдалась при возбуждении из области поглощения красителя Б1 (670-720 нм). При интенсивном коротковолновом облучении из области межзонного поглощения А§С1 эффективность возбуждения САСЛ увеличивалась, а также образовывались новые полосы с Лми ~ 720 (~ 1.7 эВ) и Л^ ~ 650 1.9 эВ).

18

«и 16

В н о 14

ч" 12

и < 10

и 8

е о 6

о К 4

К и 2

К ч> 0

Ё

8

5 £

650 700

Длина волны, нм Рис. 3: Спектры возбуждения сенсибилизированной антистоксовой люминесценции микрокристаллов AgCl с адсорбированными молекулами Ш (10~5 м. о.) до (кр. 1) и после УФ облучения в течение 1 с (кр. 2), 10 с (кр. 3), 100 с (кр. 4), 1000 с (кр. 5); кр. 6 -А§С1+А^03 (Ю-6 м. о.); кр. 7 и 8 — спектры фотоионизации Ag и Ag2 соответственно.

5 1.11.21.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2

л

и Энергия фотона, эВ

Рис. 4: Спектр стимуляции ФСВЛ МК А£С1 с адсорбированными молекулами Ш до УФ облучения (кр. 1), после УФ облучения в течение 1 с (кр. 2), 10 с (кр. 3), 100 с (кр. 4), 1000 с (кр. 5); кр. 6 - AgCl+AgNOз (10~6 м. о.); кр. 7 и 8 — спектры фотоионизации Ag и Ag2 соответственно.

Далее изучается спектр возбуждения ФСВЛ МК А§С1 с адсорбированными молекулами Показано, что УФ облучение таких образцов вызывает изменения в спектре ФСВЛ, согласующиеся с данными, полученными по спектрам возбуждения САСЛ, а именно в спектре появляются полосы с максимумами вблизи 1.7 и 1.9 эВ. Поскольку в этой области энергий под дном зоны проводимости находятся уровни, соответствующие адсорбированным атомам и димерам серебра (табл. 1), делается вывод о том, что именно эти частицы, сформированные фотостимулированным путём, при взаимодействии с молекулами красителя Б1 и являются центрами, ответственными за повышение эффективности САСЛ. В конце третьей главы обсуждается возможный механизм участия таких центров в возбуждении САСЛ. Предполагается, что возбуждение САСЛ осуществляется двумя квантами энергии, один из которых поглощается молекулой красителя с последующей передачей возбужденного состояния адсорбированному серебряному центру, а второй квант поглощается непосредственно серебряным центром и вызывает освобождение электрона в зону проводимости.

В пятой главе исследуется возможность нелинейного оптического отклика в кристаллах хлористого серебра и сульфидах цинка и кадмия. Исследования проводятся на материалах представляющих собой нанокристаллы (НК), приготовленные золь-гель методом в желатиновой матрице. Были приготовлены НК Хх1хС&1-х$ и AgClo.95Io.05- Кристаллы Zn.tCdi_.tS обладали видимой люминесценцией при комнатной температуре с максимумом от 445 до 610 нм в зависимости от состава (рис. 5). Заметных сигналов АСЛ на данных образ-

X и s

о S

fl>

ё к

400 450 500 550 600 650 700 750 Длина волны, нм Рис. 5: Спектр люминесценции НК ZiijCdi-jS, внедренных в желатиновую матрицу: х = 0 (кр. 1, 2), х = 0.6 (кр. 3), х = 1 (кр. 4). При этом доля кристаллов составляла 1 г кристаллов на 10 г желатины (кр. 1, 3, 4) и 0.25 г кристаллов на 10 г желатины (кр. 2). Кр. 5 — спектр люминесценции НК AgCl0.95I0.05 в желатиновой матрице.

и <

и

я К

650 700 750 800 Длина волны, нм Рис. 6: Спектры возбуждения САСЛ диспергированных в желатине НК AgCl(I) с адсорбированными молекулами D1-D3: неэкспонированные D1 в концентрации 10~5 м. о. (кр. 1), D2 в концентрации 10~5 м. о. (кр. 3), D3 в концентрации 5 • 10~3 м. о. (кр. 5) и экспонированные УФ излучением в течение 20 с при 77 К: D1 в концентрации 10~5 м. о. (кр. 2), D2 в концентрации 10~5 м. о. (кр. 4), D3 в концентрации 5 • 10~3 м. о. (кр. 6).

цах обнаружено не было. НК AgClo.95I0.05 обладали люминесценцией при 77 К с максимумом около 480 нм. Кроме того, при адсорбции молекул красителей 01, П2, БЗ, в образцах при 77 К возбуждалась АСЛ, эффективность которой могла быть усилена при облучении интенсивным УФ светом (365 нм), вызывающим межзонные переходы. Как и в случае МК это объясняется образованием асдорбированных серебряных малоатомных кластеров, взаимодействующих с молекулами красителя. Максимумы спектров возбуждения образцов располагались в области 630-710 нм (рис. 6).

Далее используя излучение полупроводникового лазера с длиной волны 660 нм образцы исследуются методом г-сканирования. Кривые г-сканирования НК AgCl0.95Io.o5 в желатиновой матрице с адсорбированными молекулами красителя В1 при 77 К для длительности импульса 1 мс представлены на рис. 7. Кривые 1, 2, 4 соответствует варианту с закрытой апертурой (регистрируется часть излучения в дальнем поле). Кривая 3 — измерение с открытой апертурой (регистрируется всё излучение прошедшее через образец). Видно, что имеет место нелинейное поглощение, а также самофокусировка излучения. Обнаруженные нелинейности связываются с возможностью осуществления двухступенчатых межзонных переходов. Предполагается, что один квант лазерного излучения возбуждает молекулу красителя. Возбуждение передается уровню серебряной частицы и второй квант переводит электрон с этого уровня в зону проводимости. С одной стороны, генерированная таким образом электронно-дырочная пара вызовет АСЛ и такие переходы приведут

-2-1012

X, см

Рис. 7: Нормализованное пропускание для НК AgCl0.95I0.05 с молекулами 01 с закрытой апертурой для интенсивности излучения 5-Ю17 квант/(см2с) (кр. 1), 9-Ю17 квант/(см2 с) (кр. 2), с открытой апертурой для интенсивности 9 • 1017 квант/(см2с) (кр. 3) при температуре 77 К; с закрытой апертурой для НК Zn0.iCd0.4S с молекулами Ш и для молекул в желатиновой матрице при плотности потока 9 • 1017 квант/(см2-с) (кр. 4) при комнатной температуре.

к нелинейному поглощению излучения, что отражается в поведении кривой г-сканирования с открытой апертурой. С другой стороны, изменяется плотность носителей зарядов, что приводит к изменению линейного коэффициента поглощения и, следовательно, показателя преломления, которые связаны соотношением Крамерса-Кронига. Кристаллы гпхСс11_х8 не обнаружили нелинейного отклика при 77 К, при комнатной температуре наблюдалась самодефокусировка излучения (рис. 7, кр. 4), которая связывается с нагревом матрицы.

В конце пятой главы рассматривается возможность реализации ограничения мощности оптического излучения на НК AgCl0.95I0.05 в желатиновой матрице с адсорбированными молекулами красителей 01, Б2, 03 при 77 К. На рис. 8 Представлена зависимость интенсивности прошедшего излучения таких образцов от интенсивности падающего. При этом образцы располагались в префокальной плоскости линзы, соответствующей минимуму кривой г-сканирования. Видно, что в данной конфигурации данные образцы могут быть ограничителями оптического излучения с порогом срабатывания 5-7 • 1017 квант/(см2), причём эффективность ограничения могла быть усилена вместе с усилением сигнала САСЛ при воздействии коротковолнового (365 нм) облучения.

Основные результаты и выводы

• Адсорбированные атомы серебра на поверхности монокристалла ко-

" 0 2 4 6 8 10

17 2

Е вх, 10 квант/(см с)

Рис. 8: Оптическое ограничение для НК AgCl0.95I0.05 с адсорбированными молекулами 02 до УФ облучения (кр. 1), после УФ облучения в течение 20 с (кр. 2), прямая линия (3) — уровень линейного пропускания этого образ-па (14%); для НК AgClo.95I0.o5 с адсорбированными молекулами Б1 (кр. 4), ИЗ после УФ экспонирования в течение 20 с (кр. 5), прямая линия (б) — уровень линейного пропускания этих образцов (20%).

торым соответствуют максимумы в спектре стимуляции вспышки люминесценции вблизи 1.6 и 1.8 эВ, как и в случае А£С1 под действием УФ излучения преобразуются в адсорбированные димеры, с максимумом в спектре стимуляции вспышки люминесценции вблизи 1.7 и 1.9 эВ. Впоследствии образуются и более крупные кластеры. Этот процесс можно рассматривать как фотостимулированную «сборку» металлических кластеров на поверхности ионно-ковалентных кристаллов. Используя экспериментальные данные, а также численное решение системы кинетических уравнений, рассмотрено влияние мелких электронных уровней, освобождающихся при 110 К, на высвеченную светосумму с глубоких уровней в запрещённой зоне сульфида цинка. При наличии канала безызлучательной рекомбинации неравновесных носителей в кристаллах возможно уменьшение высвеченной светосуммы за счёт освобождения электронов и с мелких уровней во время темновой паузы. Часть светосуммы теряется также в результате рекомбинации с термоосвобождён-ными с мелких уровней дырками.

В микрокристаллах AgCl с адсорбированными молекулами красителя ме-тиленового голубого происходит повышение эффективности сенсибилизированной антистоксовой люминесценции за счёт образования адсорбированных серебряных центров с энергиями фотоионизации в области 1.7-1.9 эВ. Показано, что центры антистоксовой люминесценции, сформированные фотостимулированным путём, представляют собой гибридную наноструктуру типа «адсорбированная молекула красителя + кластер серебра», связь компонентов которой является слабой, но достаточной для реализации двухквантовых межзонных переходов, осуществляющихся в результате переноса энергии электронного возбуждения от красителя к кластеру серебра и его дальнейшей фотоионизации. Разработана методика создания кристаллов AgCl0.95I0.05 и 7пд:Сс11_л:8, внедренных в желатиновую матрицу. НК гп^Сё^^Б обладали яркой люминесценцией при комнатной температуре, для НК А§С1(1) была обнаружена сенсибилизированная молекулами органических красителей АСЛ. Эффективность САСЛ могла быть увеличена под действием коротковолнового облучения.

На основе ионно-ковалентных кристаллов с адсорбированными молекулами органических красителей и кластерами металла возможна реализация ограничителя мощности оптического излучения с низким порогом срабатывания (0.15-0.21 Вт/см2) для длительности импульса 1 мс. При этом используется эффект самофокусировки излучения, который связан с перераспределением плотности носителей зарядов.

Список цитированной литературы

[1] Tutt, L. W. A review of optical limiting mechanism and devies using organics, fullerenes, semiconductors and other materials / L. W. Tutt, T. F. Boggess // Prog. Quant. Electr.- 1993,- Vol. 14, no. 4,- Pp. 299-338.

[2] Single and multiple beam nonlinear absorption and refraction measurement in semiconductors / A. L. Smirl, T. F. Boggess, J. Dubard, A. G. Gui // Proc. SPIE.— 1990.- Vol. 1307,- Pp. 251-261.

[3] Сидоров, А. И. Механизм низкопорогового ограничения излучения в компенсированном арсениде галлия / А. И. Сидоров // Оптич. Журн. — 2002. — Т. 69, №1,- С. 7-10.

[4] Фотостимулированное формирование центров сенсибилизированной антистоксовой люминесценции в микрокристаллах AgCl(I) / О. В. Овчинников, М. С. Смирнов, А. Н. Латышев, Д. И. Стаселько // Оптика и спектроскопия. - 2007. - Т. 103, № 3,- С. 497-504.

[5] Механизм антистоксовой люминесценции галогенсеребряной эмульсии, сенсибилизированной красителем / А. В. Тюрин, В. П. Чурасов, С. А. Жуков, О. В. Павлова // Оптика и спектроскопия,— 2008.— Т. 104, № 2,— С. 237-244.

[6] Охотников, С. С. Свойства атомов и малоатомных кластеров серебра, адсорбированных на поверхности хлорида серебра: Дис... канд. физ.-мат. наук. — Воронеж, 2004. — 187 с.

[7] Минаков, Д. А. Оптические свойства и способы исследования адсорбированных малоатомных частиц: Дис... канд. физ.-мат. наук. — Воронеж, 2008.- 159 с.

[8] Овчинников, О. В. Оптические свойства адсорбированных металлических и металлорганических нанокластеров и фотостимулированные процессы с их участием: Дис... докт. физ.-мат. наук. — Воронеж, 2009. — 331 с.

Основное содержание диссертаци опубликовано в следующих работах

[AI] Метод получения и исследования свойств адсорбированных на поверхности ионно-ковалентных кристаллов малоатомных монодисперсных кластеров благородных металлов / С. С. Охотников, А. Н. Латышев, О. В. Овчинников, М. С. Смирнов, П. В. Новиков // Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах «ФАГРАН-2004»: Всерос. конф. 11-15 октября 2004 г. — Воронеж. - Матер. Всерос. Конф. - ВГУ: 2004. - С. 283-285.

[А2] Охотников, С. С. Экспериментальный комплекс для получения и исследования свойств адсорбированных на поверхности ионно-ковалентных кристаллов благородных металлов / С. С. Охотников,

О. В. Овчинников, П. В. Новиков // Физико-химические процессы в неорганических материалах: доклады Девятой международной конф., поев. 50-летию Кемеровского государственного университета, 22-25 сентября 2004 года в 2 т./ КемГУ. — Т. 2. — Кемерово: Кузбассвузиздат: 2004. — С. 453-457.

[АЗ] Фотостимулированное формирование на поверхности ионно-ковален-тных кристаллов адсорбированных малоатомных кластеров серебра заданной дисперсности / А. Н. Латышев, О. В. Овчинников, Д. А. Минаков, М. С. Смирнов, П. В. Новиков // Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах «ФАГРАН-2006». — Воронеж. — Матер. Всерос. Конф. — ВГУ: 2006, — С. 565-568.

[А4] Метод формирования кластеров металлов заданной лисперсности на поверхности ионно-ковалентных кристаллов за счет фотостимулированной диффузии адсорбированных атомов / А. Н. Латышев, О. В. Овчинников, Д. А. Минаков, М. С. Смирнов, П. В. Новиков // VIII Межд. конф. Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы: 25-27 июня 2006 г. — Ульяновск: 2006, — С. 79.

[А5] Фотостимулированное формирование малоатомных кластеров серебра заданной дисперсности на поверхности кристаллов АдС1 и гпБ / А. Н. Латышев, О. В. Овчинников, Д. А. Минаков, М. С. Смирнов, П. В. Новиков // Нанофотоника: симпозиум 18-22 сентября 2007, Сборник тезисов докладов. — Черноголовка: 2007.— С. 105.

[А6] Фотостимулированное формирование адсорбированных кластеров серебра на поверхности кристаллов А§С1 и 2пБ / А. Н. Латышев, О. В. Овчинников, Д. А. Минаков, М. С. Смирнов, П. В. Новиков // Физико-химические процессы в неорганических материалах: доклады Десятой международной конф., 10-12 октября 2007 года в 2 т./ КемГУ. — Т. 2.— Кемерово: Кузбассвузиздат: 2007. — С. 327-330.

[А7] Фототимулированное формирование малоатомных кластеров серебра заданной дисперсности на поверхности монокристаллов А§С1 и / А. Н. Латышев, О. В. Овчинников, Д. А. Минаков, М. С. Смирнов, П. В. Новиков // Российские нанотехнологии. — 2007. — Т. 2. — С. 7577.

[А8] Особенности рекомбинационных процессов в кристаллах сульфида цинка / А. Н. Латышев, О. В. Овчинников, П. В. Новиков и др. // Физико-химические процессы в неорганических материалах: доклады Десятой международной конф., 10-12 октября 2007 года в 2 т./ КемГУ. — Т. 2.— Кемерово: Кузбассвузиздат: 2007. — С. 110-114.

[А9] Спектры фотоионизации адсорбированных на поверхности монокристалла димеров серебра / О. В. Овчинников, Д. А. Минаков, М. С. Смирнов, П. В. Новиков, А. Н. Латышев // Журн. Прикл. Спектр. — 2007. — Т. 74.-С. 545-547.

[А10] Фототимулированное формирование малоатомных кластеров серебра заданной дисперсности на поверхности монокристаллов AgCl и ZnS / А. Н. Латышев, О. В. Овчинников, Д. А. Минаков, М. С. Смирнов, П. В. Новиков // Химия высоких энергий.— 2008.— Т. 42, № 4 (приложение). — С. 1-4.

[All] Люминесцентные свойства кристаллов ZnxCdi_^S внедренных в желатиновую матрицу / П. В. Новиков, А. Н. Латышев, О. В. Овчинников и др. // Физико-химические процессы в конденсированных средах и на межфазных границах «ФАГРАН-2008»: IV Всерос. конф. 6-9 октября 2008 г. - Воронеж. - Матер. IV Всерос. Конф. - ВГУ: 2008,- С. 453456.

[А12] Эффект уменьшения высвеченной светосуммы вспышки люминесценции в монокристаллах ZnS / П. В. Новиков, А. Н. Латышев, О. В. Овчинников и др. // Вестник ВГУ. - 2008. - № 1. - С. 65-69.

[А13] Оптическое ограничение в кристаллах AgCl(I), обладающих антистоксовой люминесценцией / П. В. Новиков, О. В. Овчинников, М. С. Смирнов, А. Н. Латышев // Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и мкро-системы: Труды IX международной конференции. / УлГУ. — Ульяновск: 2009.-С. 96.

[А 14] Центры сенсибилизированной антистоксовой люминесценции в кристаллах AgCl / М. С. Смирнов, О. В. Овчинников, А. Н. Латышев, А. М. Смирнова, П. В. Новиков, М. А. Ефимова // Физика и техника полупроводников. - 2009,- Т. 43, № 7.- С. 884-889.

Работы [А7, А9, А14] опубликованы в изданиях, входящих в перечень ВАК.

Подписано в печать 28.10.09. Формат 60к84 'Д6. Усл. печ. л. 0.93 Тираж 100 экз. Заказ 1723

Отпечатано с готового оригинала-макета в типографии Издательско-полиграфического центра Воронежского государственного университета. 394000, Воронеж, ул. Пушкинская, 3.

Список иллюстраций.

Список таблиц.

Список сокращений.

Введение

1 Низкопороговые нелинейные оптические процессы в ионно-ковалентных кристаллах

1.1 Оптические нелинейности в примесных широкозонных полупроводниках

1.2 Люминесцентные свойства кристаллов галогенидов серебра и сульфидов цинка и кадмия.

1.3 Сенсибилизированная антистоксова люминесценция широкозонных полупроводников.

1.4 Преобразование поверхностных центров под действием излучения в кристаллах А^а1 и ^(СфЭ.

1.5 Релаксация запасённой светосуммы в галогенидах серебра и сульфиде цинка.

Выводы к главе

2 Методика эксперимента и экспериментальная техника

2.1 Образцы и способы их получения.

2.2 Метод фотостимулированной вспышки люминесценции

2.3 Автоматизированный спектральный комплекс для измерения спектров фотостимуляции вспышки люминесценции, стационарной фотолюминесценции и параметров антистоксовой люминесценции

2.4 Устройство масс-спектрометрического напыления атомов и малоатомных кластеров металлов.

2.5 Техника исследования нелинейных характеристик методом ъ-сканирования.

Выводы к главе

3 Свойства малоатомных кластеров серебра, адсорбированных на поверхности хлорида серебра и сульфида цинка

3.1 Спектры ионизации атомов и димеров серебра, адсорбированных на кристаллах галогенидов серебра и сульфидах цинка

3.2 Фотостимулированное формирование малоатомных кластеров серебра на поверхности кристаллов AgCl и ZnS.

3.3 Особенности перераспределения неравновесных носителей зарядов в кристаллах ZnS.

Выводы к главе

4 Двухквантовые переходы на примесных центрах в хлористом серебре и сульфиде цинка

4.1 Низкопороговая оптическая нелинейность с участием примесных состояний.

4.2 Антистоксова люминесценция в кристаллах AgCl и ZnS

4.3 Природа центров сенсибилизированной антистоксовой люминесценции хлорида серебра

Выводы к главе

5 Низкопороговые нелинейные фотопроцессы в ионно-ковалентных кристаллах, присходящие с участием адсорбированных металл-органических центров

5.1 Люминесцентные свойства кристаллов AgCl(I) и Zn^Cdi-^S, внедрённых в желатиновую матрицу.

5.2 Ограничение мощности оптического излучения в кристаллах AgCl(I), обладающих антистоксовой люминесценцией.

Выводы к главе

Нелинейная оптика (НО) — один из самых развиваемых в настоящее время разделов физики. Одно из важнейших направлений НО — исследование нелинейного взаимодействия света мощных лазерных источников с веществом, возникающего за счет влияние светового потока на оптические свойства вещества. Как правило, это влияние осуществляется при очень высоких плотностях световых потоков, достижимых в мощных импульсных лазерах. При таких плотностях вещество может разрушаться. В то же время, существует ряд практических задач, которые требуют создание оптических сред с низким порогом нелинейности (например управление слабыми световыми потоками в оптоэлектронных системах, защита приборов и глаз человека от излучения и т. д.). Ещё до открытия лазера были известны явления, которые можно отнести к нелинейным. Первые прямые эксперименты по регистрации нелиней-ностей в поглощении и преломлении света в флуоресцирующих стёклах были выполнены Вавиловым С. И. с сотрудниками ещё в 20-30 гг. XX века (см. ссылки в [1]). Ещё раньше были хорошо известны фотохимические процессы в светочувствительных средах, в которых поглощение и другие оптические характеристики сильно зависели от проходящих световых потоков [2]. Наконец, начиная с 60-х годов было проведено много исследований двухфотоннош возбуждения антистоксовой люминесценции, которая также сопровождалась нелинейным поглощением возбуждающего света [3]. Характерной особенностью этих проявлений нелинейности является то, что они реализуются при сравнительно слабых световых потоках. Поэтому есть основания того, что используя указанные явления, можно создать применимые на практике среды с низким порогом нелинейности.

Развитие современных оптических технологий зависит от возможности управления оптическим излучением предсказуемым образом. Важным компонентом оптических систем являются ограничители мощности оптического излучения, при этом основное внимание уделяется пассивным устройства, которые имеют ряд преимуществ по сравнению с активными ограничителями, включающими сенсор, процессор, цепь обратной связи и т. д. [4]. Пассивные ограничители основаны на использовании материалов, в которых детектирование, обработка сигнала и действие являются функцией самого материала.

Такие функции реализуются благодаря наличию нелинейного отклика в образце.

Механизмы нелинейного взаимодействия вещества с излучением, на основе которых могут быть построены ограничители, разнообразны. Это может быть обратное насыщение поглощения, двухфотонное поглощение, поглощение свободными носителями, различные нелинейные рефрактивные процессы, такие как самофокусировка, самодефокусировка, оптически индуцированное рассеяние. Разнообразны также используемые для этих целей материалы: органические красители, полупроводники (в том числе и наноразмерные), металлические кластеры, фуллерены и пр. [4-6].

В оптоэлектронных системах световые потоки невелики. Поэтому необходимы ограничители мощности оптического излучения с низким порогом срабатывания. Такие ограничители нужны для защиты глаз человека и фоточувствительных элементов приборов. Следовательно, снижение порога срабатывания ограничителя является важной задачей. Один из подходов решения такой задачи это использование широкозонных полупроводников с глубокими примесными уровнями в запрещённой зоне, в которых наблюдалась самодефокусировка в результате примесного поглощения, приводящего к изменению концентрации электронов в зоне проводимости [7-11]. Порог срабатывания таких ограничителей составлял 2-10 пДж, а динамический диапазон достигал КУ^-Ю6. В этих условиях было реализовано ограничение нано- и микр о секундных импульсов излучения красного (0.65 мкм) и ближнего инфракрасного диапазона (1-5 мкм). В видимой области подобного рода исследований не так много, в связи с тем, что используемые механизмы нелинейности сильно ослабевают с уменьшением длины волны. Поиск новых принципов работы низкопороговых ограничителей мощности, работающих в том числе в видимой области является актуальной задачей. Известно, что в ионно-ковалентных кристаллах с адсорбированными молекулами органических красителей и кластерами металла могут протекать двухквантовые процессы при достаточно низких интенсивностях излучения — 1013-1015 квант/(см2-с) (напр. [12,13]). Двухквантовые оптические переходы в таких материалах приводят к возбуждению сенсибилизированной антистоксовой люминесценции (САСЛ). Возбуждение осуществляется через энергетические уровни металл-органических структур типа «молекула красителя + кластер серебра», компоненты которых слабо взаимодействуют друг с другом. Двухквантовость этих процессов должна приводить к нелинейной зависимости интенсивности прошедшего света от интенсивности падающего. Поэтому можно предполагать, что существует возможность реализации в кристаллах с адсорбированными молекулами красителей и кластерами металла ограничения мощности при достижении уровня световых потоков, сопоставимых с возбуждающими САСЛ. Однако для этого необходимо более полно исследовать природу центров, влияющих на эффективность двухквантовых оптических переходов, найти условия их создания и определить механизм нелинейного взаимодействия с оптическим излучением, содержащих эти центры. Этому и посвящена данная диссертация.

Целью работы является установление закономерностей низкопороговых оптических нелинейностей в ионно-ковалентных кристаллах (на примере га-логе нидов серебра и сульфидов цинка и кадмия), содержащих на своей поверхности молекулы органических красителей и кластеры металлов.

Достижение поставленной цели предполагало решение следующих основных задач: о Исследование стадий процессов фотостимулированной поатомной «сборки» кластеров металла и металл-органических комплексов типа «кластер металла + молекула красителя», адсорбированных на поверхности ионно-ковалентных кристаллов, для формирования центров, участвующих в низкопороговом нелинейном взаимодействии с оптическим излучением, о Определение оптических свойств указанных адсорбированных центров, и исследование влияния на них мелких электронных и дырочных уровней захвата. о Исследование роли адсорбированных металл-органических комплексов на поверхности кристаллов в возникновении низкопорогового нелинейного оптического отклика, о Выяснение возможности реализации в исследуемых системах низкопорогового ограничения мощности оптического излучения.

Объекты исследования

Исследовались кристаллы AgHal (На1=С1, 0*11-*) и ХпхС6\-х с адсорбированными на их поверхности малоатомными кластерами серебра и молекулами органических красителей. Использовались монокристаллические образцы, микрокристаллы и кристаллы, внедрённые в желатиновую матрицу. Данные соединения обладают фотолюминесценцией в видимой области и основными методами исследования являлись люминесцентные методы.

Научная новизна работы заключается в том, что о Впервые обнаружена поатомная сборка димеров серебра на поверхности монокристаллов 7п8, а также AgCl из адатомов за счёт их фотости-мулированной диффузии, реализующейся в результате УФ возбуждения (Л = 365 нм) при Г = 77 К подложки. © В микрокристаллах А§С1 обнаружено, что эффективное низкопороговое 10~3-10"4 Вт/см2) двухквантовое возбуждение антистоксовой люминесценции излучением с длинами волн 620-700 нм возникает за счёт фо-тостимулированного формирования при Т - 77 К малоатомных кластеров серебра вблизи молекул метиленового голубого, в Для диспергированных в желатиновой матрице нанокристаллов AgCl(I) с адсорбированными молекулами красителей и кластерами серебра методом г-сканирования обнаружена низкопороговая Ю-1 Вт/см2) самофокусировка излучения, для Я = 660 нм, приходящегося на максимум спектра возбуждения сенсибилизированной антистоксовой люминесценции, о Обнаружен эффект низкопорогового Ю-1 Вт/см2) ограничения мощности излучения с Л = 660 нм с длительностью импульса 1 мс в на-нокристаллах AgCl(I) с адсорбированными молекулами красителей метиленового голубого, малахитового зелёного и соль 1Д'-диэтил- 2,2'-хи-ноцианина и 3,3 '-ди-(у-сульфопропил)- 9-этил- 4,5-бензо- 4',5'-[4",5"-ди-метилено(2",3")]- тиатиазолокарбоцианинбетаина и кластерами серебра, в Впервые доказано, что темновая убыль светосумм, высвечиваемых с глубоких электронных ловушек в кристаллах гпБ определяется рекомбинацией освобождаемых с мелких уровней захвата электронов и дырок непосредственно на центрах люминесценции и на глубоких ловушках.

Основные положения, выносимые на защиту: о Адсорбированные на поверхности монокристаллов ZnS, а также А§С1 атомы серебра преобразуются в димеры серебра за счёт фотодиффузии, реализующейся при Т = 77 К под действием возбуждающего подложку УФ излучения, в результате последовательного захвата электронов и их безыз-лучательной рекомбинации, о Низкотемпературное (Т = 77 К) фотостимулированное формирование атомов, димеров и тримеров серебра вблизи адсорбированных на поверхности микрокристаллов А§С1 молекул метиленового голубого приводит к увеличению более чем на порядок эффективности двухквантового низкопорогового КГМО-4 Вт/см2) возбуждения антистоксовой люминесценции. о Низкопороговое Ю-1 Вт/см2) двухквантовое фотовозбуждение нано-кристаллов А§С1(1), реализующееся путём переноса энергии электронного возбуждения от адсорбированных молекул красителей к расположенным вблизи них кластерам серебра и их последующей фотоионизации, определяет эффект самофокусировки излучения при Т = 77 К с Л - 660 им длительностью импульса 1 мс, обусловленный перераспределением плотности неравновесных носителей зарядов, о В кристаллах, обладающих сенсибилизированной антистоксовой люминесценцией, реализуется низкопороговое 10"1 Вт/см2) 01раничение мощности излучения с Я = 660 нм и длительностью импульса 1 мс за счёт эффекта самофокусировки.

Практическая ценность работы

Полученные экспериментальные данные могут быть важны для о Разработки методов поатомной контролируемой фотосборки на поверхности кристаллов кластеров и наноструктур, о Низкопорогового антистоксова преобразования частоты о Разработки новых низкопороговых ограничителей мощности оптического излучения на основе кристаллов, обладающих свойством двухквантового сенсибилизированного фотовозбуждения.

Апробация работы

Результаты диссертации докладывались и обсуждались на всероссийской конференции «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах» (Воронеж, 2004,2006,2008), на IX и X международных конференциях «Физико-химические процессы в неорганических материалах» (Кемерово, 2004, 2007), всероссийском симпозиуме «Нанофотоника» (Черноголовка, 2007), на УШ и IX международных конференциях «Опто-, наноэлек-троника, нанотехнологии и микросистемы» (Ульяновск, 2006, 2009).

Публикации и личный вклад автора

Работа выполнена на кафедре «Оптики и спектроскопии» Воронежского госуниверситета. Определение цели и задач диссертации, постановка экспериментов а также анализ полученных результатов осуществлялся под непосредственным руководством научного руководителя, заведующего кафедрой «Оптики и спектроскопии» Физического факультета Воронежского госуниверситета, заслуженного деятеля науки РФ, доктора физико-математических наук, профессора Латышева Анатолия Николаевича.

Все вошедшие в диссертацию результаты получены автором лично или при его непосредственном участии вместе с сотрудниками кафедры. Автором осуществлено методическое обоснование использованных в работе методов исследования и проведены экспериментальные измерения. Проведен анализ и интерпретация полученных результатов. Сформулированы основные выводы и научные положения, выносимые на защиту.

Основные результаты диссертации опубликованы в 14 работах из них из них 3 работы опубликованы в изданиях, входящих в перечень ВАК, 9 работ опубликованы в материалах всероссийских и международных научных конференций, 1 рукопись принята к печати в «Оптический журнал».

Автор выражает благодарность своему научному руководителю профессору Латышеву А. Н., кандидатам физ.-мат. наук Овчинникову О. В., Смирнову М. С., Минакову Д. А. и всем сотрудникам кафедры «Оптики и спектроскопии» за помощь при выполнении диссертации.

Структура и объём диссертации

Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы, включающего 196 наимен. Работа содержит 143 стр. машинописного текста, в том числе 42 рис. и 8 табл.

1. Верден-Кобецкая, Т. О. Библиография трудов С. И. Вавилова / Т. О. Вер-ден-Кобецкая //Успехи Физических Наук. — 1951. — Т. 44, № 5. — С. 136172.

2. Чукова, Ю. П. Антистоксова люминесценция и новые возможности её применения / Ю. П. Чукова. — М.: «Сов. Радио», 1980.— 192 с.

3. Tutt, L. W. A review of optical limiting mechanism and devies using organics, fiillerenes, semiconductors and other materials / L. W. Tutt, T. F. Boggess // Prog. Quant. Electr. — 1993. — Vol. 14, no. 4. — Pp. 299-338.

4. Sun, Y.-P. Orgaqnic and inorganic optical limiting materials. From fullerens to nanoparticles / Y.-P. Sun, J. E. Riggs // Int. Rev. Phys. Chem.— 1999.— Vol. 18, no. l.-Pp. 43-90.

5. Zhang, L. Recent research progress on optical limiting property of materials based on phthalocianine, its derivatives, and carbon nanotubes / L. Zhang, L. Wang // J. Mater. Sei. 2008. - Vol. 43. - Pp. 5692-5702.

6. Single and multiple beam nonlinear absorption and refraction measurement in semiconductors / A. L. Smirl, T. F. Boggess, J. Dubard, A. G. Gui // Proc. SPIE.— 1990.-Vol. 1307.- Pp. 251-261.

7. Михеева, О. П. Ограничение излучения с длиной волны 0.65 мкм в примесном селениде цинка / О. П. Михеева, А. И. Сидоров // Оптич. Журн. — 2001. — Т. 68, № 12.-С. 115-116.

8. Багров И. В. Жевлаков, А. П. Ограничение лазерных импульсов нано-и микросекундной длительности в компенсированном арсениде галлия / А. П. Багров, И. В. Жевлаков, А. И. Сидоров // Письма в ЖТФ. — 2001. — Т. 27, № 10.-С. 25-30.

9. Особенности оптического ограничения импульсно-периодического лазерного излучения в примесном GaAs и ZnSe / О. П. Михеева, А. И. Сидоров, А. С. Хайкина, Е. В. Чугуевиц // Письма в ЖТФ. — 2002. — Т. 28, №2.-С. 21-24.

10. Сидоров, А. И. Механизм низкопорогового ограничения излучения в компенсированном арсениде галлия / А. И. Сидоров // Оптич. Журн. — 2002. Т. 69, № 1. - С. 7-10.

11. Фотостимулированное формирование центров сенсибилизированной антистоксовой люминесценции в микрокристаллах AgCl(I) / О. В. Овчинников, М. С. Смирнов, А. Н. Латышев, Д. И. Стаселько // Оптика и спектроскопия. — 2007. — Т. 103, № 3. — С. 497-504.

12. Механизм антистоксовой люминесценции галогенсеребряной эмульсии, сенсибилизированной красителем / А. В. Тюрин, В. П. Чурасов,C. А. Жуков, О. В. Павлова // Оптика и спектроскопия. — 2008. — Т. 104, №2.-С. 237-244.

13. Sutherland, R. X. Handbook of nonlinear optics / R. L. Sutherland,D. G. McLean, S. Kirkpatrick. 2 edition. - CRC Press, 2003. — 971 pp.

14. О влиянии переходов через глубокие примесные центры на процесс нелинейного поглощения в полупроводниках / Д. П. Дворников,E. Л. Ивченко, В. В. Першин, И. Д. Ярошецкий // Физика и техника полупроводников. — 1976. — Т. 10, № 12. — С. 2316-2320.

15. О спектре двухфотонного межзонного примесного поглощения лазерного излучения в GaAs / А. 3. Грасюк, И. Г. Зубарев, А. Б. Миронов, И. А. Полуэктов // Физика и техника полупроводников. — 1976. — Т. 10, №2.-С. 262.

16. Арешев, И. И. О двухфотонном межзонном поглощении лазерного излучения в полупроводниках с участием примесных уровней / И. И. Арешев // Физика и техника полупроводников.— 1997.— Т. 11, № 5.— С. 962-964.

17. Балтрамеюнас, Р. А. Поглощение света неравновесными двухфотонно генерируемыми свободными и локализованными носителями зарядов / Р. А. Балтрамеюнас, Ю. Ю. Вайткус, В. И. Гаврюшин // Журн. Экспер. Теорет. Физ.- 1984.- Т. 87, № 1(7).- С. 74-83.

18. Акимов, И. А. Сенсибилизированный фотоэффект / И. А. Акимов, Ю. А. Чиркасов, М. И. Черкашин. — М.: «Наука», 1980. — 384 с.

19. Opyical limiting characteristics and mechanism of silver bromide nanosols / M. R. V. Sahyun, S. E. Hill, N. Serpone et al. // J. Appl. Phys.— 1996.— Vol. 79, no. 10.- Pp. 8030-8037.

20. Овчинников, О. В. Оптические свойства адсорбированных металлических и металлорганических нанокластеров и фотостимулированные процессы с их участием: Дис. докт. физ.-мат. наук. — Воронеж, 2009. — 331 с.

21. Farnell, G. С. Luminescence of silver halides at low temperatures / G. C. Farnell, R. Hallama, P. Burton // Nature.— 1949.— Vol. 164.— Pp. 146-147.

22. Seitz, F. Speculation on the properties of the silver halide crystals / F. Seitz // Rev. Modern Phys. 1951. - Vol. 23, no. 4. - Pp. 328-352.

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

24. Smith, G. С. Luminescence and photoconductivity in silver halides / G. C. Smith // Phys. Rev. 1965. - Vol. 140, no. 1A. - Pp. A221-A226.

25. Aline, P. G. Optical and electrical properties of silver chloride / P. G. Aline // Phys. Rev.- 1957.- Vol. 105, no. 2.- Pp. 406-412.

26. Wiegand, D. A. Low-temperature luminescence and photoconductivity of AgCl / D. A. Wiegand // Phys. Rev.- 1959.- Vol. 113, no. 1.- Pp. 52-62.

27. Moser, F. Optical absorption and luminescent emission of the I" centers in AgCl / F. Moser, R. K. Ahrenkiel, S. L. Lyu // Phys. Rev.— 1967.— Vol. 161, no. 3.-Pp. 897-902.

28. Белоус, В. M. Люминесцентные исследования хлоросербрянных и хлор-йодосеребрянных фотографических эмульсий / В. М. Белоус, К. В. Чибисов // Доклады АН СССР. Физическая химия. — 1969. — Т. 187, № 3. — С. 593-596.

29. Exciton self-trapping in AgCl nanocrystals / H. Vogelsang, O. Husberg, U. Kohler et al. //Phys. Rev. B. 2000. - Vol. 61, no. 3.-Pp. 1847-18-52.

30. Vogelsang, H. Confined excitons in silver halide nanocrystals: Impurity trapping and selflocalization / H. Vogelsang, O. Huberg, W. v. d. Osten // Radiation effects & defects in solids. — 2001. — Vol. 156. Pp. 95-102.

31. Janssen, G. Electronic states of AgCl nanocrystals embedded in crystalline KC1 studied by 95-GHz optically detected magnetic resonance spectroscopy / G. Janssen, A. Bouwen, E. Goovaerts // Phys. Rev. В. 2005.- Vol. 71.— P. 035415.

32. Появление эффекта размерного квантования в спектрах люминесценции и поглощения микрочастиц AgHal / Н. П. Сикоренко, С. П. Ефимов,B. Ф. Разумов, М. В. Алфимов // Журн. Научн. и Прикл. Фотогр.— 1992. Т. 37, № 6. - С. 439-446.

33. Freedhoff, М. I. Optical properties of nanocrystalline silver halides / M. I. Freedhoff, A. P. Marchetti, G. L. McLendon // J. Luminesc.— 1996.— Vol. 70, no. 1-6. Pp. 400-413.

34. Белоус, В. M. О влиянии инфракрасного света на люминесценцию хлористого серебра / В. М. Белоус, Н. Г. Дьяченко // Оптика и спектроскопия.- 1961.-Т. 10, №5.-С. 649-652.

35. Белоус, В. М. О действии инфракрасного света на люминесценцию чистых и смешанных серебряно-галойдных фосфоров / В. М. Белоус,C. И. Голуб // Оптика и спектроскопия. — 1962. Т. 12, № 2. — С. 271274.

36. Белоус, В. М. Об эффекте перераспределения электронов по уровням локализации у серебряно-галойдных фосфоров и высвечивающем действии возбуждающего света / В. М. Белоус // Оптика и спектроскопия. — 1961.-Т. 1, №3.-С. 431-433.

37. Садыкова, А. А. Вспышка люминесценции галогенидов серебра под действием ИК излучения / А. А. Садыкова, JI. Н. Ицкович, П. В. Мейкляр // Оптика и спектроскопия. — 1971. — Т. 30, № 1. — С. 103-106.

38. Механизм рекомбинации неравновесных носителей заряда, локализованных на глубоких ловушках в хлорирстом серебре / А. Н. Латышев, О. В. Овчинников, М. С. Смирнов и др. // Журн. Прикл. Спектр.— 2005.- Т. 72, № 2. С. 213-217.

39. Гурвич, А, М. Развитие представлений о химической природе центров свечения цинк-сульфидных люминофоров / А. М. Гурвич // Успехи химии.- 1966.- Т. 35, № 8.- С. 1495-1526.

40. Физика и химия соединений группы А/7ВУ/ / Под ред. В. В. Медведева. — М.: «Мир», 1970.-432 с.

41. Инфракрасная фотолюминесценция сульфида цинка / А. Н. Георгиоби-ани, Л. С. Лепнев, Е. И. Панасюк, В. Ф. Туницкая. — Труды ФИАН: Т. 182, 1987.-С. 3-68.

42. Физика соединений A7/Bv/ / Под ред. А. Н. Георгиобиани, М. К. Шейк-мана. — М.: «Мир», 1989. — 320 с.

43. К вопросу о происхождении центров свечения и уровней захвата электронов в самоактивированных кристаллах ZnS / 3. П. Калеева, Е. И. Панасюк, В. Ф. Туницкая, Т. Ф. Филина // Журн. Прикл. Спектр. — 1969. — Т. 10, №5.-С. 129-136.

44. Туницкая, В. Ф. О составе голубой полосы излучения 2п8(С1)-фофоров /B. Ф. Туницкая // Журнал. Прикл. Спектр.— 1969.— Т. 10, № б.—C. 1004-1007.

45. Свойства индивидуальных полос голубого излучения самоактивированного ZnS и природа соответствующих центров свечения / В. Ф. Туницкая, Т. Ф. Филина, Е. И. Панасюк, 3. П. Илюхина // Извест. АН СССР Сер. физ. 1969. - Т. 35, № 7. - С. 1437-1440.

46. Gross, G. Е. Dependence of the forbidden gap and luminescence ground-state energies of (ZnCd):Ag on the concentration CdS / G. E. Gross // Phys. Rev.- 1959.-Vol. 116, no. 6.-Pp. 1478-1480.

47. Ребане, К. С. К. О глубоких уровнях захвата в ZnS фосфорах / К. С. К. Ребане // Оптика и спектроскопия. — 1958. — Т. 4, № 2. — С. 211216.

48. Kallmann, Н. Energy storage in ZnS and ZnCdS phosphors / H. Kallmann, E. Sucov // Phys. Rev. 1958. - Vol. 109, no. 5. - Pp. 1473-1478.

49. Shionoya, S. Behavior of excited electrons and holes in zinc sulfide phosphors / S. Shionoya, H. P. ICallman, B. Kramer // Phys. Rev. — 1961. — Vol. 121, no. 6.-Pp. 1607-1619.

50. Goldstein, B. Infrared sensitivity of the ZnS:Cu:Co phosphors / B. Goldstein, J. J. Dropkin // Phys. Rev. 1962. - Vol. 126, no. 5. - Pp. 966-970.

51. Ребане, К. С. К. Влияние активатора на спектры ИК стимуляции и тушения фосфоров ZnS / К. С. К. Ребане, В. И. Рутас // Журн. Прикл. Спектр. 1965. - Т. 2, № 4. - С. 350-355.

52. Туницкая, В. Ф. Чувствительность самоактивированного ZnS к инфракрасному свету / В. Ф. Туницкая, JI. С. Лепнев // Извест. АН СССР Сер. физ.- 1976.- Т. 40, № 9.- С. 1984-1988.

53. Туницкая, В. Ф. Стимуляция свечения неактивированных монокристаллов ZnS инфракрасным светом / В. Ф. Туницкая, Л. С. Лепнев // Журн. Прикл. Спектр. 1977. - Т. 26, № 4. - С. 706-711.

54. Tabei, М. Mechanism of infrared stimulation and quenching in ZnS:Cu, A1 phosphors / M. Tabei, S. Shionoya // J. Luminesc.— 1977.— Vol. 15.— Pp. 201-215.

55. Толстой, H. А. Вспышечное разгорание люминесценции. 1. Фосфоры ZnS-Ni. Часть I. / Н. А. Толстой, А. М. Ткачук, Н. И. Ткачук // Оптика и спектроскопия. — 1957. — Т. 2, № 6.- С. 759-769.

56. Винокуров, Л. А. Роль высвечивающего действия возбуждающего света в кинетике люминесценции кристаллофосфора / Л. А. Винокуров, М. В. Фок // Оптика и спектроскопия.— 1961. — Т. 10, № 2. — С. 225231.

57. Вспышечное разгорание люминесценции. JI Фосфоры ZnS-Co и ZnS-Ag,Co / Н. А. Толстой, Н. А. Ануфриев, П. Г. Дейнека и др. // Оптика и спектроскопия. — 1961. — Т. 10, № 2. — С. 177-181.

58. Ребане, К. С. К. Стимуляции фосфоров ZnS при низких температурах / К. С. К. Ребане, В. И. Рутас // Журн. Прикл. Спектр.— 1967.- Т. 3, №5.-С. 637-639.

59. Green, М. Recent advances in the preparation of semiconductors as isolated nanometric particles: new routes to quantum dots / M. Green, P. O'Brien // Chem. Commun.- 1999.-no. 22.- Pp. 2235-2241.

60. Size effets in the excited electronic states of small colloidal CdS crystallites / R. Rosseti, J. L. Ellison, J. M. Gibson, L. E. Brus // J. Chem. Phys. — 1984. — Vol. 80, no. 9.- Pp. 4464-4469.

61. Structure and stability of monodisperse 1.4-nm ZnS particles stabilized by mercaptoethanol / W. Vogel, P. H. Borse, N. Deshmukh, S. K. Kulkarni // Langmuir. 2000. - Vol. 16. - Pp. 2032-2037.

62. Спектрально-оптические и фотохимические свойства наночастиц ZnS / А. Е. Раевская, А. В. Коржак, A. JI. Строюк, С. Я. Кучмий // Теорет. и Эксперим. Химия. 2005. - Т. 41, № 2. - С. 105-109.

63. Semiconductor nanoparticles / М. Bangal, S. Ashtaputre, S. Marathe et al. // Hyperfine interactions. — 2005. — Vol. 160. — Pp. 81-94.

64. Preparation, characterisation and electroluminescnece of ZnS nanocrystalls in a polymer matrix / Y. Yang, J. Huang, S. Liu, J. Shen // J. Mater. Chem. — 1997.-Vol. 7, no. l.-Pp. 131-133.

65. Electronic spectra and photocatalytic activities of semiconductor nanoparticles incorporated in silica matrix / N. P. Smirnova, A. I. Kryukov, A. V. Korzhak et al. // J. Molec. Struct.- 1997.- Vol. 408/409.-Pp. 563-567.

66. Properties of zinc sulfide nanoparticles stabilized in silica / N. Hebalkar, A. Lobo, S. R. Sainkar et al. // J. Mater. Sci. — 2001. — Vol. 36. — Pp. 43774384.

67. Preparation and characterisation of ZnS-polymer nanocomposite films with highrefractive index / C. Lu, Z. Cui, Y. Wang et al. // J. Mater. Chem.— 2003.-Vol. 13.-Pp. 2189-2195.

68. Synthesis and characterisation of ZnS nanoparticles in water/AOT/n-haptane microemulsion / V. Turco Liverri, M. Rossi, G. D. Arrigo et al. // Appl. Phys. A.- 1999.-Vol. 69. — Pp. 369-373.

69. Synthesis of polypropylene/ZnS composite using the template prepared by supercritical CO2 / Y. Wang, Z. Liu, J. Han, J. Zhang et al. // Chem. Phys. Lett. 2003. - Vol. 381. - Pp. 271-277.

70. Lazell, M. A novel single source precursor route to self capping CdS quantum dots / M. Lazell, P. O'Brien // Chem. Commun.— 1999.— no. 20.— Pp. 2041-2042.

71. Controlled synthesis of CdS nanorods and hexahonal nanocrystals / Y. Li, X. Li, C. Yang, Y. Li // J. Mater. Chem. 2003. - Vol. 13. - Pp. 2641-2648.

72. A convenient ultrasonic irradiation technique for in situ synthesis of zinc sulfide nanocrystallites at room temperature / G. Z. Wang, B. Y. Geng, X. M. Huang et al. // Appl. Phys. A. 2003. - Vol. 77. - Pp. 933-936.

73. Фотохимическое формирование полупроводниковых наноструктур / A. JI. Строюк, В. В. Швалагин, А. Е. Раевская и др. // Теорет. и Экс-перим. Химия. 2008. - Т. 44, № 4. - С. 199-220.

74. Mechanochemical route for sulphide nanoparticles preparation / P. Balaz, E. Boldizarova, E. Godocikova, J. Briancin // Mater. Lett.— 2003.— Vol. 57.-Pp. 1585-1589.

75. MOVPE growth and characterisation of hexahonal CdS epilayers and CdS based QW structures on CdS and ZnCdS substrates / V. I. Kozlovsky, V. P. Martovitsky, D. A. Sannikov et al. // J. Cryst. Growth. — 2003.— Vol. 248.-Pp. 62-66.

76. Zhu, J. Preparation of CdS and ZnS nanoparticles using microwave irradiation / J. Zhu, M. Zhou, X. Xu, J. Liao // Mater. Lett.— 2001.— Vol. 47.-Pp. 25-29.

77. Biomolecularly capped uniformly sized nanocrystalline materials: glutathione-capped ZnS nanocrystals / C. L. Torres-Martines, L. Nguyen, R. Kho et al. // Nanotechnology. 1999. - Vol. 10. - Pp. 340-354.

78. Synthesis and organization ofjianoscaleil-VI, semiconductor materials using evolved peptide specificity and viral capsid assembly / С. E. Flynn, С. Mao, A. Hayhurst et al. // J. Mater. Chem. 2003. — Vol. 13. - Pp. 2414-2421.

79. Synthesis of quantum-size cadmium-zinc sulfide particle-doped glasses by the sol-gel method / E. Cordoncillo, J. B. Carda, M. A. Tena et al. // Journar sol-gel science and technology.— 1997. — Vol. 8. — Pp. 1043-1047.

80. Investigation on chemically capped CdS, ZnS and ZnCdS nanoparticles / S. It. Kulkarni, U. Winkler, N. Deshmukh et al. // Appl. Surf. Sci. — 2001. — Vol. 169-170.-Pp. 438-446.

81. Synthesis of hihg-quality CdS, ZnS, and Zn^Cdi-^S nanocrystals using metal salts and elementar sulfur / X. Zhong, S. Liu, Z. Zhang et al. // J. Mater. Chem. 2004. - Vol. 14. - Pp. 2790-2794.

82. Zhang, Y. C. Controllable Synthesis and optical properties of Zn-doped CdS nanorods from single-source molecular precursors / Y. C. Zhang, W. W. Chen, X. A. Hu // Cryst. Growth & Design. — 2007. Vol. 7, no. 3. - Pp. 580-586.

83. Brus, L. E. Electron-electron and electron-hole interactions in small semiconductor crystallites: The size dependence of the lowest excited electronic state / L. E. Bras // J. Chem. Phys.- 1984.- Vol. 80, no. 9.— Pp. 4403-4409.

84. Kayanuma, Y. Quantum-size effects of interacting electrons and holes in semiconductor microcrystals with spherical shape I Y. Kayanuma // Phys. Rev. B.- 1988.- Vol. 38, no. 14.- Pp. 9797-9805.

85. Ericson, L. E. On anti-Stockes luminescence from rodamine 6G in ethanol solutions / L. E. Ericson // J. Luminesc. — 1972. — Vol. 5. — Pp. 1-13.

86. Up-conversion fluorescence: noncoherent excitation by sunlight / S. Balushev, T. Miteva, V. Yakutkin et al. // Phys. Rev. Lett.— 2006.— Vol. 97.-Pp. 143903(1-9).

87. Soos, Z. G. Two-photon-absorption spectrum of poly(di-n-hexylsilane) films / Z. G. Soos, R. G. Kepler // Phys. Rev. B.- 1991.- Vol. 43, no. 14.— Pp. 11908-11912.

88. Gu, S. Q. Photoluminescence excitation spectroscopy in a-Si:H: Evidence for phonon-assisted absorption / S. Q. Gu, M. E. Raikh, P. C. Taylor // Phys. Rev. Lett. 1992.- Vol. 69, no. 18.- Pp. 2697-2700.

89. Carlone, C. On the anti-Stockes fluorescence in Cdl-xZn* crystals / C. Carlone, A. Beliveau, N. L. Rowell // J. Luminesc. — 1991.— Vol. 47.— P. 309.

90. Anti-Stockes luminescence in chromium dopped ZnSe / V. Y. Ivanov, Y. G. Semenov, M. Surma, Goldewski // Phys. Rev. B.— 1996.— Vol. 54, no. 7.-Pp. 4696-4701.

91. Photoluminescence upconversion in colloidal CdTe quantum dots / X. Wang, W. Yu, J. Zhang et al. // Phys. Rev. B. 2003. - Vol. 68. - Pp. 125318(1-6).

92. Quantum sized effect in two-photon excited luminescence from silver nanoparticles I V. P. Drachev, E. N. Khaliullin, W. Kim et al. I I Phys. Rev. B.-2004.-Vol. 69. — Pp. 032318(1-5).

93. Upconversion luminescence of colloidal CdS and ZnCdS semiconductor quantum dots / J. Ouyang, J. A. Ripmeester, X. Wu et al. // J. Phys. Chem. — 2007.-Vol. 111.-Pp. 16261-16266.

94. Hembrodt, W. Giant anti-Stockes photoluminescence from semimagnetic heterostructures / W. Hembrodt, M. Happ, F. Henberger // Phys, Rev. B. — 1999.- Vol. 60, no. 8.- Pp. R16326-R16329.

95. Низкотемпературная антистоксова фотолюминесценция в наноструктурах CdSe/ZnSe / М. Я. Валах, Н. В. Вуйчик, В. В. Стрельчук и др. // Физика и техника полупроводников. — 2003. — Т. 37, № 6. — С. 724-729.

96. Овсяннкин, В. В. Кооперативная сенсибилизация люминесценции галойдо-серебрянных солей и спектральная сенсибилизация фотографических эмкльсий / В. В. Овсяннкин, П. П. Феофилов // Доклады АН СССР. 1967. - Т. 174, № 4. - С. 787-790.

97. Овсяннкин, В. В. Кооперативная люминесценция конденсированных сред / В. В. Овсяннкин, П. П. Феофилов // Журн. Прикл. Спектр.— 1967. Т. 7, № 4. - С. 498-506.

98. Акимов, И. А. О много фотонном механизме спектральной сенсибилизации / И. А. Акимов, А. В. Шабля // Журн. Научн. и Прикл. Фотогр. и Кинематогр. 1968. - Т. 113, № 2. - С. 364-365.

99. Ицкович, JI. Н. Сенсибилизированная люминесценция фотографических слоев / Л. Н. Ицкович, П. В. Мейкляр // Журн. Научн. и Прикл. Фотогр. и Кинематогр. 1969. — Т. 14, № 2.- С. 132-135.

100. Ицкович, Л. Н. Влияние химического созревания и концентрации красителей на сенсибилизированную люминесценцию эмульсионных слоев / Л. Н. Ицкович, П. В. Мейкляр // Журн. Научн. и Прикл. Фотогр. и Кинематогр.- 1969.- Т. 14, № 4.- С. 288-289.

101. Ицкович, Л. Н. Зависимость кооперативной сенсибилизированной люминесценции от концентрации ионов галогена на поверхности эмульсионных кристаллов / Л. Н. Ицкович // Оптика и спектроскопия. — 1970. — Т. 28, №6.-С. 1216-1217.

102. Ицкович, Л. Н. Влияние кислорода на сенсибилизированную люминесценцию бромйодосеребрянных слоев / Л. Н. Ицкович // Журн. Научн. и Прикл. Фотогр. и Кинематогр.— 1970. — Т. 15, № 3. — С. 217-218.

103. Hediger, H. Dye sensitized photoluminescence in silver halides / H. Hediger, P. Junod, R. Steiger // J. Luminesc. 1981. - Vol. 24/25. - Pp. 881-884.

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

105. Люминесцентные исследования электронно-дырочных процессов в га-логенсеребряных микрокристаллах с адсорбированными красителями / В. М. Белоус, А. Ю. Ахмеров, С. А. Жуков, О. И. Свиридова // Журн. Научн. и Прикл. Фотогр. — 1998. — Т. 43, № 1. — С. 3-10.

106. Овсяннкин, В. В. Двухквантовый механизм сенсибилизированного фотолиза галойдных солей серебра / В. В. Овсяннкин, П. П. Феофилов // Физика твердого тела. — 1975. — Т. 17, № 4. — С. 1075-1079.

107. Джеймс, Т. X. Теория фотографического процесса / Т. X. Джеймс. — Л.: Химия, 1980.— 672 с.

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

109. Антистоксова люминесценция твердых растворов AgCl0.95I0.05 А О. В. Овчинников, А. Б. Евлев, М. А. Ефимова и др. // Журн. Прикл. Спектр. 2005. - Т. 72, № 6. - С. 738-742.

110. Фото стимулированное формирование центров антистоксовой люминесценции в ионно-ковалентных кристаллах / В. М. Иевлев, А. Н. Латышев, О. В. Овчинников и др. // Доклады Академии Наук. — 2006. — Т. 409, №6.-С. 756-758.

111. Braunstein, R. Optical double photon absorption in CdS / R. Braunstein, N. Ockman // Phys. Rev. 1964. - Vol. 134, no. 2A. - Pp. A499-A507.

112. Halsted, R. E. Two-stage optical excitation in sulphide phosphors / R. E. Halsted, E. F. Apple, J. S. Prener // Phys. Rev. Lett. — 1959. — Vol. 10, no. 2.-Pp. 420-421.

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

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

115. Антистоксова люминесценция микрокристаллов твердых растворов Zno.75Cdo.25S подвергнутых отжигу в присутствии кислорода / О. В. Овчинников, М. С. Смирнов, Е. А. Косякова и др. // Физика и техника полупроводников. — 2009. — Т. 43, № 3. — С. 364-368.

116. Овсяннкин, В. В. Двухквантовое кооперативное преобразование частоты слабых световых поков / В. В. Овсяннкин, П. П. Феофилов // Письма в ЖЭТФ.- 1971.- Т. 14.- С. 548-551.

117. Молоцкий, М. И. Квазимолекулярная модель атомов, адсорбированных на поверхности ионного кристалла / М. И. Молоцкий, А. Н. Латышев, К. В. Чибисов // Доклады АН СССР. 1970. - Т. 190, № 2. - С. 383-386.

118. Молоцкий, М. И. Квазимолекулярная модель хемосорбции на поверхности ионного кристалла / М. И. Молоцкий, А. Н. Латышев // Извест. АН СССР Сер. физ. 1971.- Т. 35, № 2.- С. 359-360.

119. Латышев, А. Н. Оптические и электронные свойства серебряных центров и их роль в начальной стадии фотохимического процесса в галоге-нидах серебра: Дис. докт. физ.-мат. наук. — Воронеж, 1983.— 313 с.

120. Latyshev, А. N. The luminescence of silver chloride / A. N. Latyshev, M. A. Kushnir, L. B. Antacanova // Photogr. Sei. Eng.- 1979.- Vol. 23, no. 6. —Pp. 338-340.

121. Baetzold, R. С. Properties of silver clusters on AgBr surface sites / R. C. Baetzold // Photogr. Sci. Eng.- 1975.- Vol. 19, no. 1.- Pp. 1116.

122. Hamilton, J. F. The paradox of Ag2 centers on AgBr: reduction sensitization vs. photolysis / J. F. Hamilton, R. C. Baetzold // Photogr, Sci. Eng. — 1981. — Vol. 25, no. 5.-Pp. 189-197.

123. Kawasaki, M. Oscillation of photoionization threshold of small photolytic silver clusters on silver bromide grain surface / M. Kawasaki, Y. Tsujimura, H. Hada // Phys. Rev. Lett. 1986. - Vol. 57, no. 22. - Pp. 2796-2799.

124. Baetzold, R. C. Calculated properties of Ag clusters on silver halide cubic surface sites / R. C. Baetzold // J. Phys. Chem. — 1997. Vol. 101, no. 41. — Pp. 8180-8190.

125. Hamilton, J. F. The silver halide photogrphic process / J. F. Hamilton // Adv. Phys. 1988.- Vol. 37, no. 4.- Pp. 359-441.

126. Quantum chemical investigations of latent image formation III. Adsorbtion of Ag+, Ag„ and Ag~ (n | 2) on a (100) silver bromide surface / J. Flad, H. Stoll, A. Nicklass, H. Preuss // Z. Phys. D.- 1990.- Vol. 15, no. 1.-Pp. 79-86.

127. Mitchel, J. W. Photographic sensitivity / J. W. Mitchel // Rep. Prog. Phys.— 1957.- Vol. 20. Pp. 433-515.

128. Latent-image generation, by depositioa of monodisperse silver clusters / P. Fayet, F. Granzer, G. Hegenbart et al. // Phys. Rev. Lett. — 1985. — Vol. 55, no. 27.-Pp. 3002-3004.

129. Стационарная и фотостимулированная люминесценция ионно-ковалентных кристаллов с адсорбированными малоатомными кластерами серебра и меди / А. Н. Латышев, Т. В. Волошина, В. Г. Клюев и др. // Журн. Прикл. Спектр. 1991.- Т. 55, № 5.- С. 763-767.

130. Термические свойства атомов серебра, адсорбированных на микрокристаллах хлористого серебра / А. Н. Латышев, В. Г. Клюев, А. И. Кустов, О. В. Овчинников // Журн. Научн. и Прикл. Фотогр. — 1999.— Т. 44, №6.-С. 22-25.

131. Термическая десорбция адсорбированных атомов серебра с поверхности поли- и монокристаллов / А. Н. Латышев, В. Г. Клюев, А. И. Кустов и др. // Поверхность. Рентген. Синхротр, Нейтр. Иссл. — 2001. — № 11. — С. 76-81.

132. Устойчивость атомов серебра на поверхности кристаллов хлористого серебра / О. В. Овчинников, А. Н. Латышев, В. Г. Клюев и др. // Журн. Научн. и Прикл. Фотогр. — 2001. — Т. 46, № 5. — С. 26-29.

133. Спектр фотоионизации монодисперсных кластеров Ag2, адсорбированных на поверхности монокристаллов AgCl / А. Н. Латышев, О. В. Овчинников, М. С. Смирнов и др. // Конденсированные среды и межфазные границы. 2006. - Т. 8, № 1. - С. 25-28.

134. Спектры фотоионизации адсорбированных на поверхности монокристалла ZnS атомов серебра / А. Н. Латышев, О. В. Овчинников, Д. А. Ми-наков, М. С. Смирнов // Журн. Прикл. Спектр. — 2006.— Т. 73, № 3.— С. 335-338.

135. Latyshev, А. N. Photostimulated instability of adsorbed clusters and the initial stage of the photographic process in silver halide grains / A. N. Latyshev // J. Inform. Record. Mat. — 1996. Vol. 22. — Pp. 339-345.

136. Латышев, A. H. Фото стимулированное преобразование поверхности ионно-ковалентных кристаллов / А. Н. Латышев // Конденсированные среды и межфазные границы. — 1999. — Т. 1, № 1. — С. 80-86.

137. Латышев, А. Н. Адсорбция атомно-молекулярных частиц и фотографический процесс / А. Н. Латышев // Журн. Научн. и Прикл. Фотогр.— 2001.- Т. 46, № 5.- С. 3-12.

138. Влияние продуктов фотохимического разложения на кинетику их люминесценции: механизм усталости люминесценции / В. М. Белоус, А. Ю. Ахмеров, С. А. Жуков, Н. А. Орловская // Журн. Научн. и Прикл. Фотогр. 2001. - Т. 46, № 2. - С. 19-25.

139. Klyuev, V. G. Identical properties of the surface process proceding under UV-radiation for AgHal, ZnS and CdS / V. G. Klyuev, A. N. Latyshev // J. Inform. Record. Mat. 1996.- Vol. 23.- Pp. 259-300.

140. Клюев, В. Г. Фотостимулированные процессы на поверхностных дефектах широкозонных полупроводников: Дис. докт. физ.-мат. наук. — Воронеж, 1998.-С. 323.

141. Клюев, В. Г. Фотохимическая сенсибилизация антистоксовой люминесценции бромиодсеребряных эмульсий / В. Г. Клюев, М. А. Кушнир, А. Н. Латышев // Журн. Научн. и Прикл. Фотогр. — 2001. — Т. 46, № 5. — С. 49-53.

142. Фок, М. В. Введение в кинетику люминесценции кристаллофосфоров / М. В. Фок. — М.: «Наука», 1964. — 238 с.

143. Смирнов, М. С. Механизмы люминесценции и безызлучательных процессов в кристаллах галогенидов серебра: Дис. канд. физ.-мат. наук. — Воронеж, 2005. — 200 с.

144. Минаков, Д. А. Оптические свойства и способы исследования адсорбированных малоатомных частиц: Дис. канд. физ.-мат. наук. — Воронеж, 2008.- 159 с.

145. Dimeric and other forms of methylene blue: absorption and fluorescence of the pure monomer / G. N. Lewis, O. Goldschmid, Т. T. Magel, J. Bigelesen // J. Am. Chem. Soc.- 1943.-Vol. 65, no. 6.-Pp. 1150-1154.

146. Micrometer size effect on dye association in single-laser trapped water droplets / H. Yao, Y. Inoue, H. Ikeda et al. // J. Phys. Chem.— 1996.— Vol. 100, no. 5.- Pp. 1494-1497.

147. Шапиро, Б. И. Молекулярные ансамбли полиметиновых красителей / Б. И. Шапиро // Успехи химии. — 2006. Т. 75, № 5. - С. 484-510.

148. Исследование фотолиза хлорида серебра методами микроволновой фотопроводимости и фотостимулированной вспышки люминесценции / Е. П. Татьянина, А. Н. Латышев, Г. Ф. Новиков и др. // Химия высоких энергий. — 2004. Т. 38, № 4. — С. 1-6.

149. Спектры фотоионизации адсорбированных на поверхности монокристалла ZnS димеров серебра / О. В. Овчинников, Д. А. Минаков, М. С. Смирнов, П. В. Новиков, А. Н. Латышев // Журн. Прикл. Спектр. — 2007. Т. 74. - С. 545-547.

150. Галанин, М. Д. Люминесценция молекул и кристаллов / М. Д. Гала-нин. — М.: «Физический институт им. П. Н. Лебедева», 1999.

151. Эффект уменьшения высвеченной светосуммы вспышки люминесценции в монокристаллах ZnS / П. В. Новиков, А. Н. Латышев, О. В. Овчинников и др. // Вестник ВГУ. 2008. — № 1. — С. 65-69.

152. Ефимова, М. А. Оптические свойства малоатомных кластеров на поверхности ионно-ковалентных кристаллов: Дис. канд. физ.-мат. наук. — Воронеж, 2004. — 184 с.

153. Источник ионов для исследования процессов перезарядки на атомах металлов / Р. Н. Галь, Н. В. Кирьяков, М. Н. Маркин и др. // Приборы и техника эксперимента. — 1979. — № 5. — С. 177-179.

154. Латышев, А. Н. Об особенностях взаимодействия напыленных в вакууме малых серебряных кластеров с галогенсеребряной подложкой / А. Н. Латышев // Журн. Научн. и Прикл. Фотогр. и Кинематогр.— 1988.— Т. 32, №5.-С. 383-385.

155. Binns, С. Nanoclusters deposited on surfaces / С. Binns // Surf. Sei. Rep.— 2001,-Vol. 44, no. 1-2.-Pp. 1-49.

156. Звелто, О. Принципы лазеров / О. Звелто. — M.: «Лань», 2008. — 720 с.

157. Люминесцентный фотографический процесс на основе фотоактивации сульфидов цинка и кадмия / А. Н. Латышев, С. Г. Гренишин, В. Г. Клюев и др. // Журн. Научн. и Прикл. Фотогр. и Кинематогр.— 1986.— Т. 31, №5.-С. 379-381.

158. Овчинников, О. В. Фотостимулированные процессы и адсорбция атомов серебра на поверхности кристаллов хлористого серебра: Дис. канд. физ.-мат. наук. — Воронеж, 2001. — 170 с.

159. Кустов, А. И. Люминесцентные свойства примесных поверхностных состояний ионно-ковалентных кристаллов: Дис. канд. физ.-мат. наук. — Воронеж, 1999.- 192 с.

160. Вознесенская, Т. И. О природе красной люминесценции фосфоров ZnS-Cu / Т. И. Вознесенская, М. В. Фок // Оптика и спектроскопия. — 1965. — Т. 18, №4. с. 656-659.

161. Латышев, А. Н. Механизм люминесценции кристаллов хлористого сер-бра / А. Н. Латышев, О. В. Овчинников, М. С. Смирнов // Журн. Научн. и Прикл. Фотогр. — 2003. — Т. 48, № 4. — С. 47-50.

162. Охотников, С. С. Свойства атомов и малоатомных кластеров серебра, адсорбированных на поверхности хлорида серебра: Дис. канд. физ.-мат. наук. — Воронеж, 2004.— 187 с.

163. Киреев, П. С. Физика полупроводников / П. С. Киреев.— М.: «Высшая школа», 1975. — 583 с.

164. Тимофеев, Ю. П. О природе центра свечения полосы с максимумом 2.66 эВ, входящей в состав голубого излучения самоактивированного ZnS / Ю. П. Тимофеев, В. Ф. Туницкая, Т. Ф. Филина // Журн. Прикл. Спектр.- 1973.- Т. 19, № 3.- С. 469-474.

165. Смирнова, А. М. Механизмы антистоксовой люминесценции кристаллов галогенидов: Дис. канд. физ.-мат. наук. — Воронеж, 2008. — 170 с.

166. Центры сенсибилизированной антистоксовой люминесценции в кристаллах AgCl / М. С. Смирнов, О. В. Овчинников, А. Н. Латышев,А. М. Смирнова, П. В. Новиков, М. А. Ефимова // Физика и техника полупроводников. 2009.- Т. 43, № 7.- С. 884-889.

167. Anti-Stokes photoluminescence of InP self-assembled quantum dots in the presence of electric current / I. V. Ignatiev, I. E. Kozin, H.-W. Ren et al. // Phys. Rev. В. 1999.-Nov. - Vol. 60, no. 20.- Pp. R14001-R14004.

168. Волькениггейн, A. H. Электроные процессы на поверхности полупроводников при хемособции / А. Н. Волькенштейн. — М.: Наука, 1987.— 431 с.

169. Низкопороговое ограничение мощности оптического излучения в кристаллах с сенсибилизированной антистоксовой люминесценцией / М. С. Смирнов, О. В. Овчинников, П. В. Новиков и др. // Оптич. Журн. — 2009. Т. 76, № 11. - С. 68-74. - in print.

170. Акимов, И. А. Классические (не квантовые) нанокристаллы полупроводников в органических матрицах / И. А. Акимов, И. Ю. Денисюк, А. М. Мешков//Оптич. Журн.-2001.-Т. 68, № 1,2.-С. 18-24.

171. Кюри, Д. Люминесценция кристаллов / Д. Кюри. — М.: Изд. Ин. Лит., 1961.- 199 с.

172. Sheik-Bahae, М. Dispersion and band-gap scaling of the electronic ken-effect in solids associated with two-photon absorption / M. Sheik-Bahae, D. J. Hagan, E. W. Van Stiyland // Phys. Rev. Lett. 1990. - Jul. - Vol. 65, no. 1. —Pp. 96-99.

173. Tsay, Y.-f. Theory of the temperature derivative of the refractive index in transparent crystals / Y.-f. Tsay, B. Bendow, S. S. Mitra // Phys. Rev. B. — 1973. Sep. - Vol. 8, no. 6. - Pp. 2688-2696.