Диссертация (Особенности нелинейного поглощения при резонансном одно- и двухфотонном возбуждении экситонов в коллоидных квантовых точках CdSe-ZnS), страница 3

Секция Физика» (Москва, РФ, 2011);-19м, 21м и 22м Международных Симпозиумах «Nanostructures: Physics and Technology»(Екатеринбург, РФ, 2011 и Санкт-Петербург, РФ, 2013 и 2014);12Публикации и личный вклад автора.По результатам исследований, отраженных в данной диссертационной работе,опубликовано 5 работ в российских и зарубежных реферируемых научных журналах и 10 работв сборниках трудов международных и российских конференций и симпозиумов.

Полученныерезультаты являются оригинальными и имеют большое практическое значение.Определяющий личный вклад автора в выполненную работу заключается в разработкеэкспериментальных методик и создании экспериментальных установок, выполнении основногообъема экспериментальных измерений, проведении расчетов, анализе и интерпретацииполученных результатов.Основные результаты, включенные в данную диссертацию, были опубликованы вследующих работах:Список публикаций в реферируемых научных журналах:1.Днепровский В.С., Жуков Е.А., Козлова М.В., Wumaier T., Sy Hieu D., АртемьевМ.В., Насыщение поглощения и процессы самовоздействия при резонансном возбужденииосновного экситонного перехода в коллоидных квантовых точках CdSe/ZnS // ФТТ.

– 2010. – Т.55. – № 10. – С. 1809-1814.2.Dneprovskii V., Kozlova M., Wumaier T., Zhukov E., Hieu Dau Sy, Smirnov A., State-filling and self-action processes at resonant excitation of excitons in colloidal quantum dots //Proceedings of SPIE. – 2011. – V. 7993. – P. 79931R-1 ‒ 79931R-8.3.Днепровский В.С., Жуков Е.А., Козлова М.В., Смирнов А.М., Wumaier T.,Особенности нелинейного поглощения при резонансном одно- и двухфотонном возбужденииосновного экситонного перехода в коллоидных квантовых точках CdSe/ZnS // ВестникМосковского Университета. Серия 3. Физика.

Астрономия. ‒ 2012. ‒ Т. 2. ‒ С. 53-59.4.Dneprovskii V., Kozlova M., Smirnov A., Wumaier T., The features of nonlinearabsorption of two-photon excited excitons in CdSe/ZnS quantum dots // Phys. E. ‒ 2012. ‒ V. 44. ‒P. 1920–1923.5.Козлова М.В., Смирнов А.М., Аль-Хужейри Р.М., Манцевич В.Н., ДнепровскийВ.С., Неодимовый лазер с отрицательной обратной связью: подавление самосинхронизации,управление режимом синхронизации мод // Оптика и Спектроскопия. ‒ 2015. ‒ Т.

119. ‒ № 1. ‒С. 163-168.13Список публикаций в трудах научных конференций:1.КозловаМ.В.,ДрачеваО.Е.,Зависимостьспектровпропусканияифотолюминесценции коллоидного раствора квантовых точек CdSe/ZnS от температуры, Тезисыдокладов 14й Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученыхВНКСФ -14, Уфа, РФ, стр. 213-214, 2008.2.Козлова М.В., Зависимость спектров пропускания и фотолюминесценцииколлоидного раствора квантовых точек CdSe/ZnS от температуры, Сборник тезисов XVМеждународной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по фундаментальнымнаукам «Ломоносов-2008» Секция «Физика», Москва, РФ, стр.

229-230, 2008.3.Дау Х., Днепровский В.С., Жуков Е.А., Козлова М.В., Умайер Т., Резонансноевзаимодействиеультракороткихмощныхимпульсовлазерасэкситонамивполупроводниковых квантовых точках, Тезисы докладов IX Российской конференции пофизике полупроводников «Полупроводники-2009», Новосибирск-Томск, РФ, стр.

140, 2009.4.Dneprovskii V., Kozlova M., Wumaier T., Zhukov E., State-filling and self-actionprocesses at resonant excitation of excitons in colloidal quantum dots, Program of Int. ConferenceICONO/LAT 2010, Kazan, Russia, p.114, 2010.5.Козлова М.В., Григорьев Т.Ю., Определение особенностей двухфотонногопоглощения по трекам фотолюминесценциив полупроводниковых квантовых точкаxCdSe/ZnS, Сборник тезисов XVIII Международной конференции студентов, аспирантов имолодых ученых по фундаментальным наукам «Ломоносов-2011» Секция «Физика», Москва,РФ, том 2, стр. 25-27, 2011.6.Dneprovskii V., Kozlova M., Smirnov A., Zhukov E., Wumaier T., Two-photonabsorption of excitons in semiconducting quantum dots, Proceedings of 19th Int.

Symp.«Nanostructures: Physics and Technology», Ekaterinburg, Russia, p. 184-185, 2011.7.КозловаМ.В,ДнепровскийВ.С.,ЖуковЕ.А.,Особенностиодно-идвухфотонного резонансного экситонного поглощения в квантовых точках CdSe/ZnS, Сборниктезисов докладов научной конференции «Ломоносовские чтения Секция Физика», Москва, РФ,стр. 87-91, 2011.8.Dneprovskii V., Smirnov A., Kozlova M., Self-diffraction of laser beams in the case ofresonant excitation of excitons in colloidal CdSe/ZnS quantum dots, Proceedings of 20th Int.

Symp.«Nanostructures: Physics and Technology», Nizhny Novgorod, Russia, p. 179-180, 2012.9.Dneprovskii V., Smirnov A., Kozlova M., Laser beams’ self-diffraction in CdSe/ZnS14colloidal quantum dots: nonlinear optical properties and application for estimating the laser pulseduration, Proceedings of 21th Int. Symp.

«Nanostructures: Physics and Technology», Saint Petersburg,Russia, p. 180-181, 2013.10.Kozlova M.V., Kanev A.R., Dneprovskii V.S., Smirnov A.M., Self-action effect instationary excited semiconductor quantum dots, Proceedings of 22th Int.

Symp. «Nanostructures:Physics and Technology», Saint Petersburg, Russia, p. 182-183, 2014.Структура и объем диссертации.Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы.Она содержит 143 страницы текста и включает 61 рисунок. Список цитируемой литературысодержит 156 наименований.15Глава I. Оптоэлектронные свойства полупроводниковых квантовыхточек (по литературе)Первая глава данной работы посвящена ознакомлению с физическими свойстваминаноструктур в целом и полупроводниковых квантовых точек в частности и содержит обзорлитературы по тематике научной работы диссертации.

В этой главе изложены особенности иметоды создания полупроводниковых структур пониженной размерности, в том числеколлоидных квантовых точек. Рассмотрены основные свойства электронно-дырочных(экситонных) переходов в полупроводниковых наноструктурах (квантовых точках) инелинейные оптические свойства этих структур в случае их одно- и двухфотонноговозбуждения.§1.1. Полупроводниковые квантовые точки и их энергетическаяструктура1.1.1. Структуры пониженной размерностиЭнергетические свойства носителей зарядов в атомах и молекулах, а также свободныхэлектронов определяются квантово-механическими законами [9].

Создавая кластеры атомов сточностью до нескольких слоев вещества (монослоев), становится реальным создатьискусственные кристаллы с заданными и изначально определенными свойствами. Структурытакого вида могут быть размерами в несколько нанометров, поэтому они в общем случаеименуются наноструктурами. Указанные размеры, безусловно, больше размеров атомов изкоторых они состоят, однако, энергетические уровни носителей заряда в них по-прежнемуостаются квантованными, что носит название размерного квантования [10].

Эти носителистановятсялокализованными,тоестьограниченнымипоразномуколичествупространственных направлений: одному (2D-структура), двум (1D-структура) и трем (0Dструктура). Эти три возможных типа наноструктур носят названия квантовые ямы, квантовыенитииквантовыеточки,соответственно,причемпоследниезачастуюназывают«искусственные атомы» за свои атомоподобные свойства.Квантовые ямы. Одномерное ограничение.

Ограничивая твердое тело по толщине,можно приближать его к «наноразмерно тонкому» листку. Этот очень тонкий лист твердоготела называется «квантовой ямой». Носители становятся ограничены по одному направлению,но могут свободно перемещаться в двух других направлениях, что приводит к проявлениюквантовых эффектов. Квантовые ямы могут быть сформированы литографией ионного луча или16методами испарения. Размерность полупроводниковой структуры может быть снижена либо вовремя роста, либо в процессе последующей обработки. Также квантовые ямы получают спомощью гетероструктур - границ раздела разлучных полупроводников.

Множественныеквантовые ямы могут образовывать структуру, состоящую из N таких периодов. Ее можнорассматривать как N независимых ям в случае, если высота барьера и толщины достаточновелики, так что присутствует незначительное перекрытие между волновыми функциямисоседних квантовых ям.Квантовые нити. Двумерное ограничение. Если ограничить с двух сторон квантовуюяму, то ее ширина уменьшится так, чтобы материал представлял собой нить нанометровыхразмеров в диаметре.

Этот новый материал носит название «квантовая нить». Когдасоотношение сторон уменьшается, она может быть названа «квантовым стержнем». Длясоздания квантовых нитей используются методы растворной химии и методы литографии.Квантовые точки. Трехмерное ограничение. Если ограничить концы квантовой нити,это будет пространственное ограничение по всем трем измерениям. Таким образом, вквантовых точках проявляется самое сильное размерное квантование. Например, в квантовойнити еще могла существовать фононная вибрация, так как возможно последовательноеколебание всех атомов вдоль 1-D направления.

Квантовая же точка является нульмернымобъектом, в котором движение носителей ограничено полностью, а число атомов недостаточно,чтобы проявлять периодические свойства системы.1.1.2. Квантование энергии полупроводниковых квантовых точекПолупроводниковые наноструктуры квазинульмерной размерности имеют устойчивоеназвание квантовых точек. Они, естественно, являются не точками, а имеют размер нескольких(1-20) нм. Квантование энергии носителей заряда (размерное квантование) происходит приразмерах структуры по одному или нескольким направлениям меньше или равном длине волныде Бройля (меньше боровского радиуса) для носителей зарядов в них [11, 12].

Таким образом,если в объемном полупроводнике существуют непрерывные энергетические зоны, то вполупроводниковыхквантовыхточках(нульмерныхнаноструктурах)локализация(ограничение движения) носителей зарядов (электронов и дырок) по всем трем направлениямприводит к квантованию энергии.