Нелинейно-оптические свойства нанокомпозитов CdSe, CuS, Ag, Au тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.21 ВАК РФ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ОБЩЕЙ ФИЗИКИ имени А М Прохорова

Центр естественно-научных исследований

НЕЛИНЕЙНО-ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАНОКОМПОЗИТОВ С(18е, СиБ, А& Аи

01 04 21 - лазерная физика

АВТОРЕФЕРАТ диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

На правах рукописи

КРАСОВСКИЙ Виталий Иванович

>! а СЕн

Москва - 2008

003446159

Работа выполнена в Центре естественно-научных исследований Института общей физики им А М Прохорова Российской Академии наук

Научный руководитель

Официальные оппоненты

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник ИОФ РАН Кправанский Владимир Андреевич

доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник ФИАН

Исаев Анатолий Александрович

кандидат физико-математических наук, научный сотрудник ИОФ РАН Кирьянов Александр Викторович

Ведущая организация

Московский Институт электронной техники (Технический университет)

Защита состоится 2008 г в 15-00 часов в Институте

общей физики им А М Прохорова Российской Академии наук на заседании специализированного совета Д 002 063 01 по адресу 119991, г Москва, ул Вавилова, 38

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИОФ РАН

Отзывы отправлять по адресу 119991, г Москва, ул Вавилова, 38, ИОФ РАН, специализированный совет Д 002 063 01

Автореферат разослан ъа&Ъ^&ьп2008 года

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор физико-математических наук

И А Маслов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ Актуальность проблемы

В современной физике твердого тела широкое внимание уделяется исследованиям объектов пониженной размерности, так как переход к приборам на наноструктурах перспективен с точки зрения увеличения быстродействия обработки информации, меньших затрат энергии, улучшения стабильности, освоения новых спектральных диапазонов в оптике

Нанокомпозиты полупроводников и металлов проявляют повышенные нелинейно-оптические свойства н в связи с этим считаются перспективными для применений в оптических компьютерах [1, 2], оптических ограничителях [3, 4], оптических переключателях [5] и модуляторах [6]

В полупроводниках и полупроводниковых низкоразмерных структурах возникают сильные нелинейности за счет возбуждения светом электронов, дырок, экситонов и других квазичастиц При этом оптические свойства среды зависят от плотности возбужденных частиц, то есть, от мощности светового потока Время релаксации нелинейности определяется временем жизни возбужденных квазичастиц, а нелинейности называются динамическими Как и для классических нелинейностей, величину динамической нелинейности можно охарактеризовать с помощью нелинейной диэлектрической восприимчивости Х(3), однако для динамических нелинейностей она является эффективным параметром Из-за резонансного усиления динамические нелинейности особенно велики в области собственных значений энергии квазичастиц низкоразмерной полупроводниковой структуры

Простейшим примером полупроводниковых нанокомпозитов являются светофильтры желто-красного диапазона Они представляют собой наночасти-цы СёБ, Сс15е или Сс^Бе в стеклянной матрице, полученные в процессе переконденсации из перенасыщенного твердого раствора, размерами 10-100 нм и объемной концентрацией ~103 Впервые детальное исследование спектров поглощения таких стекол было проделано в работах [7, 8] Сдвиг края поглощения и появление в нем дополнительных пиков были объяснены размерным квантованием носителей заряда Первые измерения нелинейно-оптических свойств в промышленных светофильтрах были выполнены в работе [9] по методике вырожденного 4-волнового смешения и обнаруженное наведенное просветление интерпретировалось как нелинейность в электронно-дырочной плазме

Нелинейно-оптические свойства нанокомпозитов активно исследуются последние два десятилетия, в них обнаружено множество эффектов, определяющих нелинейно-оптические свойства В полупроводниковых нанокомпози-тах наблюдалось как наведенное поглощение, так и насыщение поглощения Насыщение поглощения объясняют динамическим эффектом Бурштейна-Мосса [10], экситонными эффектами [11], а индуцированное поглощение связывают с биэкситонными эффектами [12], смещением оптического перехода из-за пространственного разделения зарядов [13], длинноволновым сдвигом края поглощения, вызванного перенормировкой запрещенной зоны [14], и незапол-

ненными поверхностными связями [15] Изменения коэффициента преломления определяется изменением коэффициента поглощения (через соотношения Кра-мерса-Кронига), тепловыми эффектами, эффектом Штарка Кроме того, нелинейный отклик зависит от концентрации наночастиц, параметров окружающей среды и состояния интерфейса наночастицы Поскольку доля поверхности на-ночастицы может быть значительной, в определенных случаях поверхность должна рассматриваться как отдельная фаза или оболочка Следует отметить, что влияние поверхности и границ раздела и энергетических состояний в них сложно или невозможно отделить от влияния объема в эксперименте Сюда можно добавить еще распределение наночастиц по размерам, которое существует в любой системе, в частности, в нанокомпозитах, полученных методами коллективного синтеза Это распределение приводит к неоднородному ушире-нию спектральных линий и уменьшает проявление размерных эффектов

Опубликованные значения нелинейных параметров (нелинейной диэлектрической восприимчивости 3-го порядка, нелинейных коэффициентов поглощения и преломления), для полупроводниковых нанокомпозитов существенно различаются (до 5 порядков) [16] Подобная ситуация складывается и для металлических наночастиц, например, в случае нелинейного поглощения коллоидов наночастиц серебра различные авторы сообщают как о наведенном поглощении, так и насыщении поглощения Что касается зависимости нелинейно-оптических свойств от размеров, в экспериментах одни авторы наблюдали увеличение значений х<3) с увеличением размера наночастиц [17], другие авторы, наоборот, наблюдали увеличение х<3> с уменьшением размера наночастиц [18] Из работы [19] следует, что критерий качества х(3)/а слабо зависит от размеров наночастицы

Для теоретического анализа линейно и нелинейно-оптических свойств нанокомпозитов необходимо рассчитать свойства одной и двух электронно-дырочных парных состояний Так как эта задача не решается аналитически, опубликованные вычисления, проделанные на основе вариационного приближения [20], приближения сферических волн [21] и др , дают частично противоречивые результаты

В работе [16] приведены результаты измерений нелинейно-оптических свойств промышленных светофильтров оранжево-красного диапазона ОС-5, ОС-6, ОС-11, ОС-12, ОС-13, ОС-17, КС10, КС-11, КС-12 КС-18, КС-19 Полученные результаты показали, что отечественные светофильтры проявляют сравнимые с зарубежными значения нелинейностей, однако в материалах со сходными спектрами поглощения наблюдалось значительное отличие в нелинейно-оптических свойствах Причинами этого могут быть различия в химическом составе, концентрации полупроводника, неконтролируемое состояние поверхности наночастиц Можно сказать, что материал наночастицы и ее размеры характеризуют нелинейно-оптические свойства нанокомпозита недостаточно

Интерпретация результатов измерений оптических нелинейностей усложнена наличием различных механизмов нелинейности, которые, в зависимости от свойств нанокомпозита, методик и условий эксперимента, дают различные вклады в общую нелинейность, поэтому большой интерес представляет ис-

пользование методик измерения нелинейно-оптических свойств, позволяющих разделить вклады различных механизмов в изменения показателей поглощения и преломления

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

Простейшим способом повышения нелинейно-оптических свойств нано-композитов является повышение концентрации наночастиц и обеспечение узкого распределения по размерам В светофильтрах объемная концентрация полупроводника составляет 0 1-1% и ее дальнейшее увеличение невозможно из-за разделения стеклянной и полупроводниковой фаз при остывании расплава В связи с этим актуальной задачей является поиск новых путей формирования наночастиц с контролируемым и узким распределением частиц по размеру, а также новых матриц

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

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

Таким образом, исследование процессов формирования различных наноструктур и влияние таких факторов как материал, форма, размер, матрица и поверхность на их оптические и нелинейно-оптические свойства является актуальной научной проблемой и имеет большое практическое значение

В качестве объектов исследования оптических и нелинейно-оптических свойств в настоящей работе использовались наночастицы Сс18е в матрице фосфатного стекла, полученные методом вторичного отжига из одной исходной заготовки, наночастицы СиБ в матрице силикатного стекла, полученные из наночастиц Сс18 методом химической конверсии, наночастицы золота (Аи) в матрице пористого стекла, полученные методом химического осаждения, и водные и

спиртовые коллоиды наночастиц серебра (Ag), полученные методом лазерной абляции

Цели и задачи данной работы

Целями данной работы явились

- получение образцов новых нанокомпозитных материалов, в том числе, оптимизированных для устранения неконтролируемых факторов,

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

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

- сравнение нелинейных свойств нанокомпозитов на основе полупроводниковых и металлических наночастиц

Для достижения этих целей были решены следующие задачи

1 Создан измерительный стенд для исследования нелинейно-оптических свойств материалов с использованием методик вырожденного четы-рехволнового смешения, нелинейной эллипсометрии и Ъ- сканирования

2 Получены образцы нанокомпозита, состоящего из наночастиц Сс18е в матрице фосфатного стекла с различным средним размером из одной заготовки Измерены спектры оптического поглощения Из положения первого пика в приближении сильного ограничения определены средние размеры наночастиц Экспериментально измерены нелинейные показатели поглощения и преломления Исследована динамика релаксации оптически возбужденных носителей

3 Получены образцы, содержащие нанокристаллы СиБ в матрице пористого стекла методом химической конверсии из нанокомпозита, содержащего наночастицы Сс1Б Измерены спектры оптического поглощения Определены размеры наночастиц СиБ Измерены дифференциальные спектры поглощения Определен нелинейный коэффициент поглощения и время релаксации возбужденного состояния

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

5 Исследована эволюция нелинейного поглощения водных и спиртовых коллоидных растворов наночастиц серебра, полученных методом лазерной абляции Определен нелинейный коэффициент поглощения Обнаружена смена наведенного поглощения наведенным просветлением при хранении водных коллоидов

Методы исследования

Для решения поставленных задач был применены различные методы исследования, включающие измерение спектров поглощения, вырожденное четы-рехволновое смешение, нелинейную спектроскопию, нелинейную эллипсомет-рию и г-сканирование Источниками излучения являлись моноимпульсный лазер на основе УАЮ3 Ш3+ с пассивной синхронизацией мод и удвоением частоты (длина волны второй гармоники 1=539 нм, длительность импульса г=20 пс), лазер ЛТИ-404 (длина волны второй гармоники 1=532 нм, длительность импульса т=25 не) и неодимовый лазер с пассивной модуляцией добротности (длина волны второй гармоники 1=532 нм, длительность импульса 1=350 пс)

Новые научные результаты

В результате выполнения данной работы получены следующие новые научные результаты

1 Впервые наблюдалось наведенное двулучепреломление и дихроизм в на-ночастицах СёБе в матрице фосфатного стекла Определены недиагональные элементы тензора нелинейной восприимчивости 3-го порядка Нелинейности коэффициента поглощения объясняются двухфотонным поглощением в образцах 1 и 2, заполнением первого размерного уровня и второго размерного уровня в образцах 3 и 4 и наличием 2-х видов поверхностных состояний, а нелинейности коэффициента преломления в образцах 3 и 4 определяются квадратичным эффектом Штарка

2 Впервые получены наночастицы СиБ методом химической конверсии Спектры поглощения полученных наночастиц объяснены наличием различных фаз (дигенита, дюрлита и халькозита) Сих8, с х=1 8-2 0 Показано, что нелинейно-оптические свойства определяются увеличением ди-польного момента перехода и увеличением времени жизни возбужденного состояния

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

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

5 Практическая ценность исследования

Практическая ценность работы состоит в получении новых нанокомпо-зитных материалов для фотоники и нелинейной оптики и установлении механизмов их оптических и нелинейно-оптических свойств Результаты исследова-

ний могут быть использованы при создании новых нанокомпозитных материалов, устройств на их основе (насыщающиеся поглотители для лазеров, оптические переключатели), при разработке сенсоров для газовых и жидких сред, при создании биологических маркеров для лазерной медицины Изготовленный автором измерительный стенд использовался для проведения измерений в других нанокомпозитных материалах, результаты которых не вошли в настоящую работу Кроме того, работа быть полезной для студентов, изучающих наномате-риалы и методы их исследования

Личный вклад автора

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

Апробация работы

Результаты, представленные в данной работе, прошли апробацию на 7 научных конференциях

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

2 2-nd Annual Southeast Ultrafast and Spectroscopy Conference, Jan 14-16, 1999, Atlanta, Georgia, USA

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

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

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

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

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

Положения, выносимые на защиту

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

2 Спектры оптического поглощения нанокомпозита, содержащего наноча-стицы CuxS определяются размерным квантованием и наличием различных фаз (дигенита, дюрлита и халькозита с х=1 8-2 0) Повышенные оптические нелинейности обусловлены увеличением силы осциллятора эк-ситонного перехода и увеличением времени жизни возбужденного состояния

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

4 Оптические свойства квазистационарных коллоидных растворов наноча-стиц серебра определяются наличием диэлектрической оболочки у нано-частиц, предположительно из окисла серебра Наличие окисной оболочки играет определяющую роль в смене наведенного поглощения наведенным просветлением

Структура и объем диссертации

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

Краткое содержание диссертации

Во введении очерчены рамки исследуемой проблемы Кратко изложено содержание диссертации

Глава 1 носит характер обзора и посвящена описанию процессов коллективного формирования полупроводниковых и металлических наночастиц и описанию физических процессов, определяющих оптические и нелинейно-оптические свойства нанокомпозитных материалов

В конце Главы 1 сформулированы основные выводы, к которым приводит анализ опубликованных данных по линейным и нелинейным оптическим свойствам полупроводниковых и металлических нанокомпозитов и сформулированы цели и задачи работы

В Главе 2 подробно рассмотрены экспериментальные методики, которые использовались в данной работе вырожденное четырехволновое смешение, накачка-зондирование, нелинейная эллипсометрия и ъ - сканирование

В разделе 2 1 приведено описание измерительного стенда на основе лазера на УАЮз Шэ+ с пассивной синхронизацией мод (с длинной волны основной гармоники 1 079 мкм, длительностью импульса 20 пс и частотой повторения импульсов 3-5 Гц )

В рячделе 2 2 описана измерительная схема методики вырожденного 4— волнового смешения Основными преимуществом методики вырожденного 4-х волнового смешения является наличие разрешения по времени Недостатки связаны с невозможностью разделения вкладов нелинейного поглощения и преломления и относительная сложность реализации Схема методики приведена на Рис 1 В вырожденном случае и при слабом отражении квадрат модуля Х(3) определяется выражением [22]

И'-^

где Ь -толщина образца, I, -интенсивность каждого пучка, п -линейный показатель преломления

В разделе 2 3 описана методика нелинейной эллипсометрии Сущность методики заключается в измерении пропускания линейно поляризованного

пробного пучка через скрещенный поляризатор при различных энергиях и временной задержке пучка накачки, поляризованного под углом 45° по отношению к пробному Основные достоинства методики нелинейной эллипсометрии -возможность определения действительных и мнимых компонент тензора х'~и и определения времен релаксации, возможность разделения различных механизмов, дающих вклад в общие нелинейные свойства материала Значения ненулевых компонент тензора могут быть определены путем аппроксимации экспериментальных зависимостей (Рис 4) выражениями [23]

2

КеОС-

гг®)

е-'(1-е-') ||/>х,<)/,(/!,

2 (1-е"1")

(2)

(3)

где <р - угол поворота эллипса поляризации, К - степень наведенной эл-

Т -Т

липтичности, которая определяется как К = 2~—, где Т„ка -пропускание

при параллельных поляризаторе и анализаторе, а Ттп-при скрещенных Интегралы в выражениях (2 и 3) представляют собой интегралы перекрытия возбуждающих и зондирующих импульсов в пространстве и времени, а - коэффициент линейного поглощения света, со — частота света, /„ — интенсивность волны накачки в точке = + = 0), в момент времени 1,1р— интенсивность зондирующей волны, /„—интенсивность волны накачки, «-показатель преломления, с-скорость света, х^и -компоненты тензора нелинейной диэлектрической восприимчивости 3-го порядка

Главный недостаток данной методики - сложность в реализации и интерпретации результатов

Рис 1 Схема измерений нелинейно-оптических свойств по методике вырожденного четырехволнового смешения

- и

к1

1 к2

Оптическая линия задержки ж

ФД1

Призма и4 т » Глана í

ФДЗ Призма Глана 2

Рис 2 Схема методики нелинейной эллиисометрии

В разделе 2 4 описана методика 2-сканировапия (Рис 3) и обсуждаются особенности интерпретации результатов измерений Сущность методики заключается в регистрации пропускания образца через апертуру и без апертуры при движении образца вдоль сфокусированного Гауссова пучка Преимущества методики 7-скапирования - это простота реализации, возможность определения знаков и значений действительной и мнимой частей нелинейной диэлектрической восприимчивости Х(3) , высокая относительная точность измерения (Дп ~104), возможность исключения прямых измерений энергии пучка (при использовании калибровочных образцов с известными свойствами)

2 С--/-'о)

' + 1

ДФ„

где ДФо -изменение фазы пучка в фокусе, ДФ0 = кп210Ье1

(--/--о)2+3

\ г , ч2

V-'

х2 -о/

(4)

(5)

где ДУ0 = р!„Ье1Г, изменение пропускания в фокусе линзы, Ь. =

Не-

эффективная толщина образца, £ - толщина образца, а - коэффициент линейного поглощения, п0 - линейный коэффициент преломления, к - волновое число, 1п - интенсивность лазерного излучения в фокусе и 20 - дифракционная длина пучка Эти выражения справедливы для малых изменений коэффициентов пропускания и преломления АТ0< 0 765, ЛФ0 < 71 и толщины образца Ь < го Обработка результатов измерений производилась аппроксимацией экспериментальных кривых выражениями (4) и (5) методом наименьших квадратов

Основным недостатком использованного в данной работе варианта реали-

зации является отсутствие разрешения по времени Для повышения точности измерений выполнялись калибровочные измерения в кристаллическом ЕпЗе

Рис 3 Схема методики Z-сканирования

В Главе 3 описаны результаты исследований полупроводниковых нано-частиц в стеклянных матрицах наночастицы CdSe в матрице фосфатного стекла с различным средним размером, и наночастиц CuS в матрице силикатного стекла

В разделе 3 1 описаны результаты измерений в образцах с нанокристал-лами CdSe в матрице фосфатного стекла Экспериментальные образцы были получены методом вторичного отжига из одной исходной заготовки Из положения первого размерного пика в спектрах оптического поглощения в приближении сильного ограничения были определены размеры наночастиц, которые составили 3 4, 3 8, 4 4, 6 8 нм для образцов №1-4, соответственно

Времена релаксации, измеренные по методике вырожденного четырех-волнового смешения, составили 36 ±10, 60 ±15, 90 ±35 и 385 ±50 пс, луча для образцов № 1 - 4, соответственно Значения модуля эффективной нелинейной восприимчивости третьего порядка приведены в Таблице 1 Знаки и значения действительной и мнимой части эффективной определены с использованием методики z-сканирования (Таблица 1)

1=3 МВт/см' 1=8 МВт/см2 1=32 МВт/см' 1=55 МВт/см' 1=75 МВт/см'

5 0 Угол, ф 0

Рис 4 Экспериментальные зависимости пропускания через скрещенный поляризатор от угла поворота анализатора в образце с наночастицами Сс18е № 3, символы (•) -эксперимент, сплошные линии-аппроксимация

При измерениях по методике нелинейной эллипсометрии было обнаружено, что нелинейный отклик содержит три временных компоненты, самая быстрая из которых не превышает 20 пс, средняя имеет экспоненциальный вид и составила 90 ±11 и 385 ±30 пс, а самая длинная - неэкспоненциальная и составляет времена порядка единиц наносекунд (Рис 5) Эти времена были объяснены вкладами мелких ловушек, экситонными эффектами и вкладом глубоких ловушек, соответственно, и было подтверждено экспериментом с предварительным возбуждением образца, наличие которого уменьшало нелинейный отклик быстрой компоненты на гА Значения нелинейных параметров были объяснены эффектами «выжигания провала» в распределении наночастиц по размерам [24], который заключается в том, что излучение эффективно взаимодействует только с наночастицами, такого радиуса, положение размерного экситонного пика в котором соответствует длине волны излучения Линейная зависимость времен релаксации от куба радиуса наночастиц показывает, что основным каналом рекомбинации является поверхность Знак нелинейного изменения показателя преломления был объяснен квадратичным эффектом Штарка

1,0

0,8-

с[

Ф

0,6 -

ш з

о о. С

02-

00

¿о

Образец Сс!5е 3 а Полный сигнал

• Сигнал через скрещенный поляризатор

5.

и

со а

т=90±11 пс

I I

Р

I

г Р

к

3 о

•цо

о О \«=20±2 пс

о - - - - □

■3*

-м 1«,

I

50

"Г—

50

100

—I—

150

200 250

—I—

300

350 400

I

450

I, ПС

Рис 5 Зависимость пропускания (символы □) и пропускания через скрещенные поляризаторы (символы •) от времени задержки зондирующего пучка в образце Сс18е № 3 Сплошные линии - аппроксимация Гауссовым профилем, экспоненциальным и линейным затуханием, соответственно, ш -ширина импульса и т -время экспоненциального затухания

1, мм а) 1. мм б)

Рис 6 Зависимость пропускания образца Сс18е 3 от положения относительно фокуса линзы а) без апертуры, б) пропускание с апертурой, деленная на пропускание без апертуры Символы (□) - эксперимент, сплошные линии - аппроксимация

Таблица 1 Нелинейные параметры образцов с наночастицами Сс15е

Образец п,х10" а2х10' Яе/х1012 1т/'х!012 //7*ю12 из т.-сканирования //7«ю12 из ВЧВС

см2/Вт см/Вт СГСЭ СГСЭ СГСЭ СГСЭ

СаБе 1 -0 15 0 69 -0 13 0 26 0 29 0 35

Сс15е 2 -1 72 9 32 -1 4 35 3 8 45

Сс1Бе 3 -49 7 -27 1 -43 -10 2 44 60

С(15е4 -138 -53 9 -120 -20 3 121 80

В разделе 3 2 описаны результаты исследований нелинейно-оптических свойств нанокомпозита, содержащего нанокристаллы Сих5 [25] Методом химической конверсии были получены нанокристаллы Сих8 со средним радиусом ~4 нм в стеклянной матрице, изначально содержащей наночастицы Сс15 В спектрах оптического поглощения проявлялось трехмерное ограничение носителей, которое заключается в появлении хорошо разрешимых пиков Структура спектров поглощения была объяснена присутствием наночастиц, состоящих из различных фаз Сих8 (дигенита, дюрлита и халькозита с х ~ 1 8-2 0) (Рис 7)

-Сих5М:'5(<1 = 40-50цт)

1

о>3

(Ь) 1

10 15 2 0 25 30 35

■ (с)

I

0

10 и 20 25 30 35

Энер1 ня, эВ

Рис 7 Спектры оптического поглощения в различных участках измененного слоя а) темно-коричневом, б) коричневом, с) темно-красном и спектр исходного стекла с нанокристаллами С(1Э (пунктирная линия)

Из спектров дифференциального пропускания (Рис 8) было определено значение нелинейной восприимчивости 3-го порядка ~1и "СГСЭ, превышающие значения в исходном материале с наночастицами СсЗБ на 2 порядка и время релаксации оптически возбужденных носителей, составившее ~3 не Повышенные значения нелинейности были объяснены увеличением времени жизни носителей и дипольного момента перехода в Си8 по сравнению с Сс1В

1.8 1.9 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4

Энергия, эВ

Рис.8. Дифференциальные спектры пропускания для участка с конвертированным слоем при различных временных задержках после возбуждения. На вкладке показаны интегральные изменения поглощения.

В Главе 4 приведены результаты исследований металлических наноком-позитов.

В разделе 4.1 описаны результаты исследований нанокомпозита, состоящего из наночастиц золота, внедренных в матрицу пористого стекла [26]. Экспериментальные образцы были получены методом химического осаждения золота в матрицу нанопористого стекла (Vycor glass). Измеренные спектры оптического пропускания указывали на наличие плазмонного резонанса в наноча-стицах золота. Моделированием спектров оптического поглощения в рамках классической теории Друде для металлических шаров были определены параметры нанокомпозита, при этом подгоночными параметрами были радиус наночастиц R, объемная концентрация р и показатель преломления матрицы п (Рис.9).

а(ш) = 9

р со п

£г(с6)

(6)

где со -угловая частота, £> и е2 -действительная и мнимая части £, с-скорость света, зависящие от частоты В данной модели диэлектрическая константа нанокристалла может быть получена с использованием измеренной проницаемости объемного металла и учетом размера наночастиц через увеличение частоты электронных столкновений ц за счет уменьшения длины свободного пробега

£, (со) = е, (со) +1--Гг> г2И = («) + -

L

т(со + со;)

у г 2 v. , сос= — + —-, со = 2п —

L

R

Л '

где £,(а)и г. О) -действительная и мнимая часть диэлектрической проницаемости металла, в том числе вклад электронов на поверхности металлической частицы, г'(со) и 4 (со) —действительная и мнимая часть диэлектрической проницаемости металла, обусловленная вкладом решетки, п -показатель преломления матрицы, сор -плазменная частота, Vp -скорость Ферми, 1е -длина свободного пробега электронов в металле, R -радиус наночастицы, Л -длина волны, с - скорость света в вакууме

Значения параметров, при которых достигалось минимальное среднеквадратичное отклонение модельной кривой от экспериментальной составили R =/ 006 ±0 058 им, р=1 4 ±5 2x10'5, и п =/ 52 ±5 9х10'5

550 600

Длина волны, нм

Рис 9 1) Спектр поглощения образца нанокомпозита, состоящего из наночастиц золота в пористом стекле, 2) спектр поглощения стеклянной матрицы, 3) спектр поглощения наночастиц золота, 4) расчетная зависимость

Значения действительной и мнимой части нелинейной восприимчивости 3-го порядка, измеренные по методике 2-сканирования на длине волны 539 нм, составили Яе/';= -4 28х10'7 СГСЭ и -4 1х10'8 СГСЭ (Рис 10)

Нелинейная диэлектрическая восприимчивость у^ нанокомпозита определяется соотношением [27, 28]

Хт{а) = р\/Л<4 /А«*)1 X? (.со), (7)

где хт- нелинейная диэлектрическая восприимчивость нанокомпозита, -нелинейная восприимчивости наночастицы, р - объемная доля наночастиц, /-фактор локального поля, который определяется как

/И = -

(8)

ет (со) + (со) + 1ет (со) гДе ¿"-нелинейная восприимчивость металлических наночастиц, ет (со) + 1£1п («) -диэлектрическая проницаемость объемного металла, е., (со) -диэлектрическая проницаемость среды (матрицы) Значение нелинейной восприимчивости для объемного золота, принималось равным = (-1 + 5;) х 10-*СГСЭ [29] Сравнение экспериментальных данных с данными, которые предсказывает модель, показывает, что нелинейность показателя поглощения удовлетворительно объясняются фактором увеличения локального поля, в то же время нелинейность показателя преломления, полученная экспериментально, была в 5 раз меньше, чем следует из модели Причиной этого может быть отличие формы наночастиц золота от сферической

-:о о

2, тш

б)

Рис 10 а) Зависимость пропускания без апертуры и б) с апертурой, деленное на пропускание без апертуры от положения образца Символы (□) -эксперимент, сплошные линии - аппроксимация

В разделе 4 2 описаны результаты исследований оптические и нелинейно-оптические свойства коллоидных растворов серебра, полученных методом лазерной абляции в воде и спирте [30] Обнаружено, что для спиртовых коллоидов имеет место полная агрегация и седиментация, сопровождающаяся уменьшение нелинейно-оптических свойств до исчезновения, а для водных коллоидов имеет место частичная агрегация и седиментация, а наведенное поглощение

при этом переходит в наведенное просветление Полученные результаты интерпретированы в рамках модели (6) и удовлетворительно объясняются седиментацией более крупных частиц серебра с последующим формированием стабильного коллоида из наночастиц серебра с оболочкой, предположительно из оксида серебра Определены характерные размеры частиц для такого стабильного коллоида и значения нелинейности

В разделе 4 3 сравнивались нелинейно-оптические свойства исследованных образцов с использованием критерия качества (Таблица 2) Наивысшие значения нелинейно-оптических коэффициентов проявлялись в наночастицах золота в матрице пористого стекла

Таблица 2 Сравнение нелинейно-оптических свойств исследованных образцов

Образец Коэффициент поглощения а, см 1 Концентрация p, см1 ИхЮ12 СГСЭ Критерии качества ——- x 10-12 ар

CdSe 1 1 7 3x103 0 29 08

CdSe 2 32 3xl03 3 8 10 5

CdSe 3 175 3x103 44 121 5

CdSe 4 32 2 3x103 120 331 3

CuS 66 3xl03 105 289 9

Ли 26 7 1 4-103 4 5x10s 1 2x10"

Ag 3 0 217 46x10" 8 6xl04 2 4х105

Ag 4 0 365 33x10' 8 6xl04 8 8х104

Основные результаты и выводы данной работы:

1 Создан измерительный стенд для исследования нелинейно-оптических свойств материалов с использованием методик вырожденного четырехвол-нового смешения, нелинейной эллипсометрии и ъ - сканирования

2 Изготовлены образцы нанокомпозига, состоящие из наночастиц С<18е в матрице фосфатного стекла из одной исходной заготовки Измерены линейные спектры поглощения образцов, содержащих нанокристаллы нанокристаллов различных размеров Особенности спектров поглощения объяснены размерным квантованием носителей заряда Из положения экситонных пиков в приближении сильного ограничения определены размеры наночастиц Измерены времена релаксации нелинейности по методикам вырожденного че-тырехволнового смешения и нелинейной эллипсометрии Впервые обнаружены наведенное двулучепреломление и дихроизм при оптическом возбуждении, что позволило определить недиагональные компоненты тензора нелинейной восприимчивости третьего порядка х<3) Анализ кривых релаксации позволил выделить в сигнале релаксации 3 временные компоненты короткую экспоненциальную, длительность которой не превышала 20 пс, более длинную экспоненциальную, время релаксации которой в разных образцах составило от 36 до 490 пс, и длинную неэкспоненциальную, с временем

релаксации порядка нескольких наносекунд Полученные результаты вместе с данными по наведенной анизотропии были объяснены межзонной рекомбинацией и наличием 2-х видов поверхностных состояний Показано, что 2/3 нелинейного отклика определяются поверхностными состояниями Полученные результаты согласуются с результатами работ других авторов

3 Получен новый нанокомпозит, состоящий из нанокристаллов СиБ в матрице силикатного стекла методом химической конверсии из наночастиц Сс18 Исследованы его оптические спектры, характерные особенности которых объясняются наличием различных фаз Сих8 (дигенита, дюрлита и халькозита с х=1 8-2 0) Исследованы нелинейно-оптические свойства путем измерения дифференциальных спектров поглощения Обнаружено, что в нанокомпози-те Сих8 значения нелинейности на 2-3 порядка выше, чем в исходном материале с наночастицами Сс18 (значение эффективной 1т составило ~ 10'7 СГСЭ Повышенные значения нелинейности объяснены увеличением времени жизни оптически возбужденных носителей и дипольного момента перехода Полученные результаты согласуются с результатами работ других авторов

4 Получен нанокомпозит, состоящий из наночастиц золота в матрице пористого стекла Показано, что его спектры оптического поглощения удовлетворительно объясняются наличием поверхностного плазмонного резонанса Моделированием спектров поглощения определены радиусы наночастиц и их концентрация По методике г-сканирования исследованы нелинейно-оптические свойства Показано, что знаки и значения и 1т ~/У> удовлетворительно объясняются эффектом локального поля Предложено использование наночастиц металлов в матрице пористого стекла для создания датчиков в газовой и жидкой среде, основанных на поверхностном плазмонном резонансе

5 Получены коллоиды наночастиц серебра методом лазерной абляции в воде и спирте Исследована эволюция их оптических и нелинейно-оптических характеристик в процессе агрегации наночастиц Показано, что при хранении коллоидного раствора наночастицы подвергаются седиментации, но в растворе присутствует устойчивая фаза, состоящая из наночастиц, которые не осаждаются Показано, что это обусловлено существованием диэлектрической оболочки (наиболее вероятно, из оксида серебра) на поверхности наночастиц Численным моделированием спектра поглощения определена ее толщина, размеры наночастиц и их концентрация Впервые обнаружено, что в процессе эволюции наведенное поглощение сменяется наведенным просветлением и показано, что определяющим фактором является наличие диэлектрической оболочки Предложено использование анализа спектра поглощения металлических наночастиц в условиях поверхностного плазмонного резонанса для определения параметров интерфейса наночастиц [31 ]

Публикации

Основные результаты диссертации опубликованы в 8 печатных работах

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

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

3 В А Караванский, В И Красовский, Ю П Шумкина, «Наведенное двулуче-преломление и гиротропия в стекле, содержащем нанокристаллы CdSe», Сборник трудов научной сессии МИФИ-2003, т 4, 48-49, 2003

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

5 VA Karavanskn, А V Simakin, V I Krasovskii, P V Ivanchenko, "Nonlinear optical properties of Ag nanoparticles prepared by laser ablation in liquids", Proceedings of SPIE, the International Society for Optical Engineering,

vol 5850,328-335,2004

6 В А Караванский, А В Симакин, В И Красовский, П В Иванченко, «Нелинейно-оптические свойства коллоидов наночастиц серебра, полученных методом лазерной абляции в жидкости, Квантовая Электроника, т 34, 7, 644648, 2004

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

8 V I Krasovskii and V A Karavanskn, "Surface Plasmon Resonance of Metal Nanoparticles for Interface Characterization", Optical Memory and Neural Networks (Information Optics), v 17, 1, 8-14, 2008

Список цитируемой литературы

1 E Abraham, С Seaton, D Smith, Scientific American, 248,1983

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

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

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

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

2000

6 К Wundtkt, S Potting, J Auxier, Appl Phys Lett, 76,10,2000

7 Ал JI Эфрос, A J1 Эфрос, Физика и техника полупроводников, 16, 772, 1982

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

9 R К Jain, R С Lind, J Opt Soc Am , 73, 647, 1983

10 M С Nuss, W Zinth, W Kaizer, Appl Phys Lett, 49, 1717, 1986

11 L Banyai,Y Z Ни, M Lmdberg, S W Koch, Phys Rew B, 38, 12,8142-8153, 1988

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

13 V 1 Klimov and D W McBranch, ibid 55, 13173, 1997

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

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

16 V A Karavansku, V I Krasovskn, Yu N Petrov, A I Zavalm, Laser Physics, 3, 6, 1163— 1166, 1993

17 DW Hall, N F Borelli, J Opt Soc Am В 5, 1650, 1988

18 P Roussgnol, D Ricard, С Flytzanis, Appl Phys В 51, 437,1990

19 MC Schanne-Klein, F Hachc, D Recard, С Flytzanis, J Opt Soc Am В 9, 2234,

1992

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

21 L Banyai, Y Z Hu, M Lindberg, S W Koch, Phys Rew B, 38, 12, 8142-8153,1989

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

23 А А Поляков, В H Трухин, И Д Ярошедкий, Письма в ЖТФ, 8, 16, 1019-1021, 1982

24 V S Dneprovskn, V A Karavansku, V I Klimov, Phys Solid State, 35 (10), 1297-1301,

1993

25 V Klimov, H Bolivar, H Kurz, V Karavansku, V Krasovskn, Yu Korkichko, "Linear and nonlinear transmission of CuxS quantum dots", Appl Phys Lett, 67, 5, 653-655, 1995

26 V A Karavansku, V I Krasovskn, Linear and nonlinear optical properties of gold-doped porous glass, Proc ofSPIEv 6344, 63442M1-63442M8, 2006

27 D Ricard, Ph Roussignol, С Flytzanis Opt Lett 10,511 (1985)

28 С Flitzanis, F Hache, M С Klein, D Ricard, P Roussignol, Progr Opt 29, 323 1991

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

30 Караванский В A , Симакин А В , Красовский В И, Иванченко П В , Квантовая электроника, 34 (7), с 644-648,2004

31 VI Krasovskn and V A Karavansku, "Surface Plasmon Resonance of Metal Nanoparticles for Interface Characterization", Optical Memory and Neural Networks (Information Optics), 17, I, 8-14,2008

Типография МГУ 119991, ГСП-1, Ленинские горы, д 1,стр 15 Заказ № 1763 Тираж 100 экз

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

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

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

1.2.1. Линейные оптические свойства.

1.2.2. Классификация режимов квантового ограничения.

1.2.3. Заполнение зоны.

1.2.4. Нелинейно-оптические свойства при различных уровнях возбуждения.

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

1.2.6. Эффект локального поля.

1.2.7. Влияние поверхностных эффектов.

1.2.8. Фотопотемнение.

1.3. Основные свойства металлических наночастиц.

1.3.1. Спектры поглощения металлических наночастиц.

1.3.2. Нелинейно-оптические свойства металлических наночастиц.

1.3.3. Модель для металлических наночастиц с оболочкой.

1.3.4. Влияние агрегации на свойства металлических наночастиц.

Глава 2. Методики измерений.

2.1. Описание экспериментальной установки.

2.2. Методика вырожденного четырехволнового смешения.

2.3. Методика нелинейной эллипсометрии.

2.4. Методика Z-сканирования.

2.5. Калибровочные измерения.

Глава 3. Нелинейно-оптические свойства полупроводниковых нанокомпозитов.

3.1. Наночастицы CdSe в матрице фосфатного стекла.

3.1.1 .Экспериментальные образцы.

3.1.2. Спектры оптического поглощения.

3.1.3. Результаты измерений по методике вырожденного четырехволнового смешения.

3.1.4. Результаты измерений по методике нелинейной эллипсометрии.

3.1.5. Интерпретация результатов.

3.2. Нанокристаллы CuxS в матрице силикатного стекла.

3.2.1.Экспериментальные образцы.

3.2.2. Спектры оптического поглощения.

3.2.3. Нелинейно-оптические свойства.

Глава 4. Нелинейно-оптические свойства металлических нанокомпозитов.

4.1. Наночастицы золота в матрице пористого стекла.

4.1.1. Экспериментальные образцы.

4.1.2. Спектр оптического поглощения.

4.1.3 .Нелинейно-оптические свойства.

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

4.2.1. Экспериментальные образцы.

4.2.2. Спектры оптического поглощения.

4.2.3. Нелинейно-оптические свойства.

4.4. Сравнение нелинейно-оптических свойств исследованных образцов

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Для достижения этих целей были решены следующие задачи:

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

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

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

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

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

Методы исследования

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

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

В результате выполнения данной работы получены следующие новые научные результаты:

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

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

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

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

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

Личный вклад автора

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

Апробация работы

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

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

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

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

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

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

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

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

Публикациии

Основные результаты диссертации опубликованы в 8 печатных работах:

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

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

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

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

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

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

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

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

Положения, выносимые на защиту

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

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

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

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

Структура и объем диссертации

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

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

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

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

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

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

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

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

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

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

БЛАГОДАРНОСТИ

В заключение автор выражает благодарности:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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