УДК: 535.317.1, 778.38

Нелинейно-оптический отклик полупроводниковых наночастиц с металлической оболочкой на длине волны 1,06 мкм

Сидоров А.И., Виноградова О.П., Бандюк O.B.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Сидоров А.И., Виноградова О.П., Бандюк О.В. Нелинейно-оптический отклик полупроводниковых наночастиц с металлической оболочкой на длине волны 1,06 мкм // Оптический журнал. 2008. Т. 75. № 7. С. 11–17.

Sidorov A.I., Vinogradova O.P., Bandyuk O.V. Nonlinear-optical response of semiconductor nanoparticles with metallic shells at a wavelength of 1.06μm [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2008. V. 75. № 7. P. 11–17.

Ссылка на англоязычную версию:

A. I. Sidorov, O. P. Vinogradova, and O. V. Bandyuk, "Nonlinear-optical response of semiconductor nanoparticles with metallic shells at a wavelength of 1.06μm," Journal of Optical Technology. 75 (7), 414-418 (2008). https://doi.org/10.1364/JOT.75.000414

Аннотация:

Представлены результаты численного моделирования и экспериментального исследования нелинейно-оптических свойств оптических композитов с наночастицами, имеющими полупроводниковое ядро из оксида металла (Pb, Hg) и металлическую оболочку из Ag. Показано, что при определенном выборе параметров наноструктуры ее плазмонный резонанс смещается в спектральный интервал 0,8-1,1 мкм. Насыщение примесного поглощения в ядре наноструктуры приводит к увеличению амплитуды плазмонного резонанса и ограничению излучения на длине волны 1,06 мкм. Экспериментально получены энергетические пороги ограничения излучения на уровне 2x10^-7-5 х 10^-5 Дж/см² для наносекундных лазерных импульсов. Рассмотрено влияние локального усиления поля, а также разброса параметров наноструктур на нелинейно-оптический отклик композитной среды.

Коды OCIS: 090.2900, 160.4760

Список источников:

1. Chakraborty P. Metal nanoclasters in glasses as non-linear photonic materials // J. Mater. Sci. 1998. V. 33. P. 2235–2249.
2. Shalaev V.M., Poliakov E.Y., Markel V.A. Small-particle composites. II. Nonlinear optical properties // Phys. Rev. B. 1996. V. 53. № 5. P. 2437–2449.
3. Sahyun M.R.V., Hill S.E., Serpone N., Danesh R., Sharma D.K. Optical limiting characteristics and mechanism of silver bromide nanosols // J. Appl. Phys. 1996. V. 79. №10. P. 8030–8037.
4. Swaleu J.D., Kajzar F. Nonlinear absorption in optical limiting // NLO B. 2000. V. 27. №1–4. P.13–32.
5. Neeves A.E., Birnboim M.H. Composite structures for the enhancement of nonlinear-optical susceptibility // JOSA B. 1989. V. 6. №4. P. 787–796.
6. Сидоров А.И. Инверсия поглощения и рассеяния при плазмонном резонансе в наночастицах с металлической оболочкой // ЖТФ. 2006. Т. 76. В. 10. С. 136.
7. Gordon J.A., Ziolkowski R.W. The design and simulated performance of a coated nanoparticle lasers // Opt. Express. 2007. V. 15. № 5. P. 2622.
8. Kalele S., Gosavi S.W., Urban J., Kulkami S.K. Nanoshell particles: synthesis, properties and applications // Current Sci. 2006. V. 91. № 8. 1038–1052.
9. Kalyaniwalla N., Haus J.W., Inguva R., Bimboim M.H. Intrinsic optical bistability for coated spheroidal particles // Phys. Rev. A. 1990. V. 42. № 9. P. 5613.
10. Jackson J.B., Halas N.J. Silver nanoshells: variations in morphologies and optical properties // J. Phys. Chem. B. 2001. V. 105. P. 2743–2750.

11. Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами М.: Мир, 1986. 664 с.

12. Averitt R.D., Westcott S.L., Halas N.J. Ultrafast optical properties of gold nanoshells // JOSAB. 1999. V. 16. № 10. P. 1814-1823.

13. Haus J.W., Zhou H.S., Takami S., Hirasana M., Honma I., Komiyama H. Enhanced optical properties of metal-coated nanoparticles // J. Appl. Phys. 1993. V. 73. № 3. P. 1043-1048.

14. Мосс Т., Баррел Г., Эллис Б. Полупроводниковая опто-электроника. М.: Мир, 1976. 431 с.

15. Акулин В.М., Карлов Н.В. Интенсивные резонансные взаимодействия в квантовой электронике М.: Наука, 1987. 312 с.

16. Золотарев В.М., Морозов В.Н., Смирнова Е.В. Оптические постоянные природных и технических сред. Справочник. Л.: Химия, 1984. 216 с.

17. Wang H., Wu Y., LassiterB. et al. Symmetry breaking in individual plasmonic particles // PNAS. 2006. V. 103. P. 10856-10860.