Вторичное излучение нанокристаллического оксида цинка при лазерном возбуждении

• Автор: Соколовский, Михаил Игоревич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 125 с. : ил.

Список сокращений ВВЕДЕНИЕ
1. ОН ГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УЛЬ ГРАДИСПЕРС1ЮГО ОК-СИДА ЦИНКА
1.1. 11еко горые физические свойства оксида цинка.
1.2. Области применения.
1.3. Синтез ультрадиснерсного оксида цинка.
1.4. Исследования люминесцентных свойств оксида цинка в круп-нокрис1аллическом и ультрадисперсном состоянии.
1.5 Подходы к описанию оптических явлений, вызванных особен-ИОС1ЯМИ распространения свет в случайно-неоднородной среде. Резюме.
2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Краткая харак I ерис I ика образцов.
2.2. Техника эксперимента.
3. КОМБИНАЦИИ 1НОЕ РАССЕЯ11ИЕ В НАНОКРИСТАЛЛИ-ЧЕСКОМ ОКСИДЕ ЦИНКА
3.1. Экснеримешальное наблюдение.
3.2. Моделирование эффекта локального нагрева.
3.3. Расчет пространственного распределения интенсивности света в условиях многократного рассеяния.
3.4. Расчет гемпературнот о поля, создаваемого лазерным пучком в рассеивающей среде.
3.5. Расчет контура линий КРС с учетом эффекта локального нагрева.
3.6. Термоскопия комбинационного рассеяния улырадисперсных систем.
Резюме.
4. ФОТОЛЮМИНЕС11ЕЫЦИЯ В 11АНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОМ ОКСИДЕ ЦИНКА
4.1 Фотолюминесценция в видимой области.
4.2 Фотолюминесценция в экситонной области при высоком уровне лазерного облучения.
Резюме
Выводы
Литература

Список сокращений
УДС - ульградисперсная система
НК - нанокристаллы, нанокристаллический
УФ - ультрафиолет, ультрафиолетовый
КР - комбинационное рассеяние света
ФЛ -фотолюминесценция
С-полоса - зеленая полоса У-полоса - желтая полоса У-О-полоса - желго-оранжевая полоса

Актуальность работы.
Ультрадисперсные системы (УДС) с характерным размером частиц порядка единиц - со1ен нанометров являются объекюм интенсивного изучения в последние десятилетия. Их необычные свойства, значшельпая зависимость термодинамических, механических и оптических параметров от размера частиц обещают найти широкое применение в материаловедении, электронике, в химической 1ехнологии и множестве друтих прикладных областей. Экспериментальные и георешческие исследования показываю^ чю при размере частиц меньше 100 нм вещество по своим харак1еристикам уже сущеавенно отличается от своег о крупноразмерного аналога. Проявление квантовых эффек-юв можно ожидать при размерах ниже 10 нм [1-4]. Размерное ограничение может происходить по одному (квантовые площадки), двум (квантовые проволоки) или трем (квантовые точки) пространственным измерениям. Хорошо известным примером использования кванговоразмерного эффект являются периодические полупроводниковые гетерострук1уры с квантовыми ямами, в которых длина пробега носителей заряда превосходит период этой структуры.
В настоящее время разработано множество методов получения наночастиц, как в рамках традиционной для микроэлектроники технологий (электрохимическое травление, метод тонко регулируемой конденсации из газовой фазы), тк и на пу1и создания новых технологических приемов (детонационный синтез, золь-гель технолошя, воздействие сдвиговыми деформациями в условиях квазигидростатического сжатия, механосинтез и другие). Метод получения УДС имеет значительно большее влияние на ее свойства, чем в случае макроскопических материалов. В дополнение к физическим характеристикам макроскопического объекта, УДС характеризуется дисперсией частиц но размерам и качеством поверхности, а эти параметры, в значшельной

лазерного излучения /0) интенсивность излучения внутри среды может быть представлена как сумма ослабленного первичного пучка фотонов, еще не претерпевших рассеяния, 1С0и(2) и диффузного поля рассеянного света 1л/г). Первая из этих составляющих быстро спадает с увеличением г:
Для нахождения диффузной компоненты интенсивности воспользуемся уравнением баланса фотонов:
где qo, Яз> да - это соответственно число рождающихся в среде, рассеянных и поглощенных за единицу времени фотонов в единицу объема в единичном телесном угле б СХ Тогда величина
является полным скалярным потоком фотонов через единичную площадку в единицу времени, а = йю-Ф(г,г)- полной интенсивностью диффузного
света в рассеивающей среде.
Рассмотрим маленькую площадку сІБ, лежащую внутри рассеивающей среды в плоскости (х,у) в координатной системе, представленной на рис. 3.8.
Іеок(г) = ]()Єхр(-(/ла + р$)/2)
(3.1)
Я о - Я., - Я а = дя/д( ,
(3.2)
(3.3)

Рис. 3.8 Система координат для расчета диффузного поля.