УДК: 535.372, 538.915

Поглощение и фотолюминесценция эпитаксиальных квантовых точек в ближнем поле серебряных наноструктур

Торопов Н.А., Гладских И.А., Гладских П.В., Косарев А.Н., Преображенский В.В., Путято М.А., Семягин Б.Р., Чалдышев В.В., Вартанян Т.А.

Полный текст «Оптического журнала»

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Торопов Н.А., Гладских И.А., Гладских П.В., Косарев А.Н., Преображенский В.В., Путято М.А., Семягин Б.Р., Чалдышев В.В., Вартанян Т.А. Поглощение и фотолюминесценция эпитаксиальных квантовых точек в ближнем поле серебряных наноструктур // Оптический журнал. 2017. Т. 84. № 7. С. 37–40.

Toropov N.A., Gladskikh I.A., Gladskikh P.V., Kosarev A.N., Preobrazhenskiy V.V., Putyato M.A., Semyagin B.R., Chaldyshev V.V., Vartanyan T.A. Absorption and photoluminescence of epitaxial quantum dots in the near field of silver nanostructures [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2017. V. 84. № 7. P. 37–40.

Ссылка на англоязычную версию:

N. A. Toropov, I. A. Gladskikh, P. V. Gladskikh, A. N. Kosarev, V. V. Preobrazhenskiĭ, M. A. Putyato, B. R. Semyagin, V. V. Chaldyshev, and T. A. Vartanyan, "Absorption and photoluminescence of epitaxial quantum dots in the near field of silver nanostructures," Journal of Optical Technology. 84(7), 459-461 (2017). https://doi.org/10.1364/JOT.84.000459

Аннотация:

Исследованы оптические свойства гибридного материала, состоящего из полупроводниковых квантовых точек и металлических наночастиц. Полупроводниковая структура, содержащая стек из пяти слоев квантовых точек арсенида индия вблизи поверхности арсенида галлия, создана с помощью молекулярнолучевой эпитаксии. Поверхность структуры покрыта слоем наночастиц серебра, плазмонные резонансы которых близки к экситонным переходам в квантовых точках. Обнаружены длинноволновый сдвиг спектра экстинкции квантовых точек и усиление фотолюминесценции, свидетельствующие о взаимодействии между резонансами в компонентах образованной гибридной системы.

Ключевые слова:

металлические наночастицы, эпитаксиальная квантовая точка, локализованный поверхностный плазмон, поглощение, люминесценция

Благодарность:

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант 16-02-00932), Совета по грантам Президента Российской Федерации (МК 228.2017.2) и Правительства РФ (субсидия 074-U01). Авторы выражают особую благодарность Михаилу Баранову (Университет ИТМО) за помощь в получении микрофотографий.

Коды OCIS: 310.6628, 260.2510, 300.6470

Список источников:

1. Fofang N.T., Park T.-H., Neumann O., Mirin N.A., Nordlander P., Halas N.J. Plexcitonic nanoparticles: Plasmon-exciton coupling in nanoshell-j-aggregate complexes // Nano Lett. 2008. V. 8. № 10. P. 3481–3487.
2. Goker A. Strongly correlated plexcitonics: Evolution of the Fano resonance in the presence of Kondo correlations // Phys. Chem. Chem. Phys. 2015. V. 17. P. 11569–11576.
3. Manjavacas A., Garcia de Abajo F.J., Nordlander P. Quantum plexcitonics: Strongly interacting plasmons and excitons // Nano Lett. 2011. V. 11. № 6. P. 2318–2323.
4. Dillu V., Rani P., Sinha R.K. Field enhanced plexitonic coupling between InAs quantum dot and silver film: Highly sensitive plasmonic composite // Proc. SPIE. 2014. V. 9163. P. 91630W.
5. Zhang W., Govorov A.O., Bryant G.W. Semiconductor-metal nanoparticle molecules: Hybrid excitons and the nonlinear Fano effect // Phys. Rev. Lett. 2006. V. 97. № 14. P. 146804/1–146804/4.
6. Cheng M.T., Liu S.D., Zhou H.J., Hao Z.H., Wang Q.Q. Coherent exciton-plasmon interaction in the hybrid semiconductor quantum dot and metal nanoparticle complex // Opt. Lett. 2007. V. 32. P. 2125–2127.

7. Kosionis S.G., Terzis A.F., Sadeghi S.M., Paspalakis E. Optical response of a quantum dot–metal nanoparticle hybrid interacting with a weak probe field // J. Phys.: Condens. Matter. 2013. V. 25. P. 045304/1–045304/10.
8. Lu Z., Zhu K.D. Slow light in an artificial hybrid nanocrystal complex // J. Phys. B. 2009. V. 42. P. 015502/1–015502/6.
9. Artuso R.D., Bryant G.W. Optical response of strongly coupled quantum dot–metal nanoparticle systems: Double peaked Fano structure and bistability // Nano Lett. 2008. V. 8. P. 2106–2111.
10. Hatef A., Sadeghi S.M., Boulais E., Meunier M. Quantum dot–metallic nanorod sensors via exciton-plasmon interaction // Nanotechnology. 2013. V. 24. P. 1–8.
11. Chen H.-J., Zhu K.-D. Surface plasmon enhanced sensitive detection for possible signature of majorana fermions via a hybrid semiconductor quantum dot–metal nanoparticle system // Sci. Rep. 2015. V. 5. P. 13518/1–13518/11.
12. Yang W.-X., Chen A.-X., Huang Z.W., Lee R.-K. Ultrafast optical switching in quantum dot-metallic nanoparticle hybrid systems // Opt. Exp. 2015. V. 23. P. 13032–13040.
13. Yang J.J., Perrin M., Lalanne P. Analytical formalism for the interaction of two-level quantum systems with metal nanoresonators // Phys. Rev. X. 2015. V. 5. P. 021008/1–021008/9.
14. Kelly K.L., Coronado E., Zhao L.L., Schatz G.C. The optical properties of metal nanoparticles: The influence of size, shape, and dielectric environment // J. Phys. Chem. B. 2003. V. 107. P. 668–677.
15. Gladskikh P.V., Gladskikh I.A., Toropov N.A., Baranov M.A., Vartanyan T.A. Correlation between structural, optical, and electrical properties of self-assembled plasmonic nanostructures on the GaAs surface // J. Nanopart. Research. 2015. V. 17. P. 424/1–424/6.