Автореферат (1104147)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

На правах рукописиКозлова Мария ВладимировнаОсобенности нелинейного поглощения при резонансном одно- идвухфотонном возбуждении экситонов в коллоидных квантовых точкахCdSe/ZnSСпециальность: 01.04.10 – физика полупроводниковАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукМосква - 2015Работа выполнена на кафедре полупроводниковфизического факультета Федерального государственного бюджетногообразовательного учреждения высшего образования«Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова»Научный руководитель:Владимир Самсонович Днепровский,доктор физико-математических наук, профессор, Федеральное государственноебюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московскийгосударственный университет имени М.В.

Ломоносова», физическийфакультет, кафедра полупроводников, профессорОфициальные оппоненты:Виктор Александрович Гергель,докторфизико-математическихнаук,профессор,Федеральноегосударственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники иэлектроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук (ИРЭ РАН),начальник лаборатории микро- и наноэлектроникиНаталья Евгеньевна Маслова,кандидат физико-математических наук, Национальный исследовательскийцентр "Курчатовский институт", научный сотрудникВедущая организация:Федеральное государственное бюджетное учреждение наукиФизический институт им.

П.Н. Лебедева Российской академии наук(ФИАН)Защита диссертации состоится «24» марта 2016 г. в 16 часов на заседанииДиссертационного совета Д 501.001.70 в Московском государственномуниверситете имени М.В. Ломоносова по адресу: 119991, ГСП-1, г. Москва,Ленинские горы, д.1, стр.35, конференц-зал Центра коллективного пользованияС диссертацией можно ознакомиться в Отделе диссертаций Научнойбиблиотеки МГУ имени М.В.

Ломоносова (Ломоносовский пр., д. 27) и в сетиInternet по адресу http://www.phys.msu.ru/rus/research/disser/sovet-D501-001-70/.Автореферат разослан «» февраля 2016 г.Ученый секретарь диссертационного совета Д 501.001.70МГУ им. М.В. Ломоносова,кандидат физико-математических наук, доцент2А.И. ЕфимоваОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.Настоящая диссертационная работа посвящена экспериментальномуисследованию нелинейных оптических явлений (особенностей нелинейногопоглощения) в полупроводниковых коллоидных растворах квантовых точек(КТ) CdSe/ZnS как в случае резонансного однофотонного, так и двухфотонноговозбуждения основных оптических электронно-дырочных (экситонных)переходов мощными ультракороткими импульсами лазера.Актуальность диссертационной работы.

Последние несколько десятковлет возрастает интерес к изучению нелинейных оптических явлений вполупроводниковыхструктурахпониженнойразмерности(вполупроводниковых квантовых ямах, множественных квантовых ямах,сверхрешетках, квантовых проводах и квантовых точках) и к возможности ихиспользования при создании новых оптоэлектронных устройств.В полупроводниковых наноструктурах могут проявляться два видаоптических нелинейных процессов. Первый обусловлен безынерционными(классическими) нелинейностями и возникает при взаимодействии оптическогополя высокой напряженности со связанными носителями зарядов. К этимявлениям следует отнести генерацию оптических гармоник, многофотонноепоглощение, самофокусировку и дефокусировку лазерного излучения(обусловленных нелинейным преломлением в среде). Второй вид - нелинейныеоптические явления, определяемые динамическими (инерционными)нелинейностями в поглощающих средах при возбуждении свободныхносителей интенсивным светом.

К ним относятся, например, нелинейноепоглощение и преломление в результате заполнения состояний, штарковскийсдвиг экситонного перехода в индуцированном электрическом поле. Величиныдинамических нелинейностей могут резко возрастать (их часто называютгигантскими) при резонансном возбуждении наноструктур.Нелинейные оптические эффекты при взаимодействии света сполупроводниками и полупроводниковыми наноструктурами представляютбольшой интерес как для изучения их фундаментальных свойств, так и дляисследования возможностей их практического применения в различныхобластях науки и техники [1].

Гигантские нелинейности, например, могут бытьиспользованы для создания оптоэлектронных логических элементов,насыщающихся поглотителей для модуляции добротности и синхронизациимод лазеров, нелинейных световых фильтров в широком спектральномдиапазоне [2]. Использование наноструктур при создании оптоэлектронныхустройств может значительно улучшить их характеристики [3].Так как пространственное ограничение носителей заряда существенноизменяет их взаимодействие с электромагнитным полем [4], требуется болееполное понимание электронных и нелинейно-оптических свойствполупроводниковых нанокристаллов, в том числе квантовых точек [5]. В связис этим экспериментальное исследование нелинейного одно- и двухфотонногопоглощения, а также других нелинейных оптических эффектов вполупроводниковых квантовых точках, которые до сих пор остаются неполностью изучены, выявление их сосуществования или конкуренции,3доминирования и перераспределения влияния при различных условияхвозбуждения представляют большой научный интерес.Цель исследований:1.Изучить особенности нелинейного поглощения коллоидногораствора квантовых точек CdSe/ZnS как в случае резонансного однофотонного,так и двухфотонного возбуждения основных электронно-дырочных(экситонных) переходов мощными ультракороткими импульсами лазера.2.Выявить особенности распространения луча лазера прирезонансном однофотонном возбуждении основного экситонного перехода внелинейно поглощающем коллоидном растворе квантовых точек CdSe/ZnSмощными пикосекундными импульсами лазера.3.Применить метод измерения зависимости интенсивностилюминесценции от расстояния (по трекам фотолюминесценции) коллоидныхрастворов квантовых точек CdSe/ZnS при высоких уровнях двухфотонногорезонансного возбуждения основных экситонных переходов для определенияпроцессов нелинейного поглощения.4.Найти способ подавления режима самосинхронизации моднаносекундного Nd3+:YAlO3-лазера с модулированной добротностью путемвнесения в резонатор элемента отрицательной обратной связи (двухфотоннопоглощающих кюветы с коллоидным раствором полупроводниковыхквантовых точек или пластины объемного полупроводника).Методы исследования.

Для экспериментального изучения линейных инелинейных оптических свойств коллоидных растворов полупроводниковыхквантовых точек CdSe/ZnS в гексане применялись современныеоптоэлектронные методы исследования. Проведено численное моделированиезависимости нелинейного поглощения квантовых точек CdSe/ZnS отинтенсивности накачки при изменяющемся времени жизни возбужденногосостояния и его сравнение с экспериментально измеренными зависимостями.Научная новизна работы заключается в следующем:Обнаружены особенности нелинейного поглощения при резонансномодно- и двухфотонном возбуждении основных электронно-дырочных(экситонных) переходов в коллоидном растворе квантовых точек CdSe/ZnSкороткими мощными лазерными импульсами.1.Замедление темпа увеличения пропускания и даже уменьшениепропускания коллоидного раствора квантовых точек CdSe/ZnS при высокихуровнях резонансного однофотонного возбуждении основного экситонногоперехода 1S 3 / 2 (h)  1S (e) мощными ультракороткими импульсами светаобъяснено доминирующим процессом заполнения основного экситонногоперехода с зависящим от интенсивности света временем жизни возбужденногосостояния.

Зависимость времени жизни возбужденного состояния отинтенсивности света может быть объяснена его уменьшением из-забезызлучательной Оже-рекомбинации. Полученные результаты в рамках4модели насыщения поглощения двухуровневой системы в нестационарномслучае (времена релаксации возбужденного состояния сопоставимы сдлительностью возбуждающего импульса) согласуются с экспериментальнымиданными.2.Обнаружена самодифракция луча лазера, прошедшего через кюветус коллоидным раствором квантовых точек CdSe/ZnS в случае однофотонногорезонансного возбуждения их основного экситонного перехода 1S 3 / 2 (h)  1S (e) ,френелевского и фраунгоферовского вида на наведенном канале прозрачности.Формирование канала прозрачности и наведенной диафрагмы объясненоэффектомзаполнениясостоянийдляцентралазерноголуча,сопровождающимся сильным поглощением периферийных участков лазерноголуча (“обдиранием” (strip-effect) луча), и штарковским длинноволновымсдвигом экситонного поглощения.3.Обнаруженое замедление роста нелинейного поглощения привысоких уровнях резонансного двухфотонного возбуждения экситонныхпереходов 1S 3 / 2 (h)  1S (e) и 1P3 / 2 (h)  1S (e) коллоидного раствора квантовых точекCdSe/ZnS объяснено влиянием процесса заполнения состояний в квантовыхточках и изменением линейного поглощения из-за штарковского сдвигаэкситонного перехода наведенным электрическим полем в заряженнойквантовой точке.4.Применен метод измерения коэффициента двухфотонногопоглощения коллоидного раствора квантовых точек CdSe/ZnS по трекамфотолюминесценции.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации