Тип публикации: диссертация
Год издания: 2016
Ключевые слова: фононы, ПОВЕРХНОСТНЫЙ ЛОКАЛИЗОВАННЫЙ ПЛАЗМОН, нанокристалл, комбинационное рассеяние
Аннотация: Одной из возможностей усиления оптического отклика полупроводниковых наноструктур является использование эффекта гигантского комбинационного рассеяния света (ГКРС), который заключается в резком увеличении сигнала КРС исследуемого объекта, помещенного вблизи металлических нанокластеров, оптически возбужденных энергией, близкой к энеПоказать полностьюргии локализованного поверхностного плазмонного резонанса (ЛППР). В таких резонансных условиях локальное электромагнитное поле, в котором находится исследуемый объект, возрастает. Коэффициент усиления ГКРС пропорционален 4-й степени напряженности поля. Явление ГКРС с колебательными состояниями изучено для органических и биологических веществ, причем достигнутые коэффициенты усиления позволили исследовать малые рассеивающие объемы вплоть до одиночной молекулы. Цель: экспериментальное исследование фононного спектра полупроводниковых наноструктур методом ГЛРС в присутствии ЛППР в сравнении с данными спонтанного и резонансного КРС. Выявлен фононный спектр ряда полупроводниковых наноструктур, включая нанокристаллы ZnO, CuₓS, CdₓZn₁₋ₓS (x = 0 - 1), ZnS/ZnO, CdSe/CdS и наностержни ZnO, в зависимости от их размера, формы и кристаллической структуры. На основе данных спектральной микроэллипсометрии и поглощения в видимом и ультрафиолетовом спектральных диапазонах определена энергия ЛППР в упорядоченных и неупорядоченных массивах металлических нанокластеров. Впервые наблюдалось явление ГКРС полупроводниковыми наноструктурами ZnO и CuₓS вблизи неупорядоченных и упорядоченных массивов металлических нанокластеров. На основе анализа данных ГКРС и ИК-поглощения обнаружены и идентифицированы новые фононные моды в наноструктурах ZnO и CuₓS. С помощью спектроскопии КРС изучен фононный спектр нанокристаллов CdₓZn₁₋ₓS, и определен их элементный состав при разных температурах отжига. Благодаря совместному анализу данных ГКРС, высокоразрешающей микроскопии и дифракции быстрых электронов установлено влияние температурного отжига (120 - 400°С) на фазовый состав нанокристаллов CuxS, которое заключается в формировании трех устойчивых фаз при последовательном превращении CuS в Cu₁,₈S и далее в Cu₂S. Проведен in situ мониторинг частотного положения и интенсивности мод LO-фононов в спектрах КРС нанокристаллов ZnS, и показано, что увеличение мощности и времени воздействия лазерного излучения приводит к модификации структуры нанокристаллов ZnS с образованием нанокристаллов ZnS/ZnO по типу ядро/оболочка.