Оптические размерные резонансы в двухатомных наноструктурных системах

• Автор: Куницын, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 99 с. : ил.

Содержание:

ГЛАВА 1. ЛИНЕИНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ РАЗМЕРНЫЕ РЕЗОНАНСЫ В ПОЛЕ НЕПРЕРЫВНОГО ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

1.1. Введение

1.2. Двухуровневое приближение

1.3. Оптические уравнения Блоха

1.4. Система взаимодействующих двухуровневых атомов в поле оптического излучения

1.4.1. Усреднение по ансамблю атомов

1.5. Уравнения движения для атомных переменных двухатомной системы в поле излучения
1.6. Оптическое поле внутри малого объекта и индуцированные дипольные моменты атомов

1.7. Оптические размерные резонансы двухатомного наноструктурного объекта

1.8. Обсуждение результатов
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ГОЛОГРАММ ДВУХАТОМНЫХ НАНОСТРУКТУРНЫХ ОБЪЕКТОВ И НЕЛИНЕЙНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ РАЗМЕРНЫЕ РЕЗОНАНСЫ
2.1. Оптическое поле вне малого объекта
2.2. Линейные стационарные оптические размерные резонансы в двухатомных наноструктурных объектах
2.3. Нелинейные оптические размерные резонансы
2.4 Обсуждение результатов
3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ СПЕКТРОВ АНИЗОТРОПНОГО ОТРАЖЕНИЯ СВЕТА НА ПОВЕРХНОСТИ АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ С УЧЕТОМ АТОМНОГО ИНТЕРФЕЙСА:ИЗ AS-AS ДИМЕРОВ
3.1 Введение :
3.2. Два взаимодействующих дипольных осциллятора на поверхности или внутри полубесконечного изотропного диэлектрика в поле непрерывного излучения
3.2.1. Погашение внешней волны на тоской поверхности с учетом двухатомного объекта на поверхности
3.3. Эффективные поляризуемости атомов двухатомного наноструктурного объекта с учетом поляризующего влияния оптической среды при нормальном падении света
3.4. Отражение плоской волны на резкой границе раздела двух сред с учетом инородных атомов
3.5. Спектроскопия анизотропного отражения чистых (001) поверхностей GaAs,
реконструированных мышьяком
3.6 Обсуждение результатов
4. КОГЕРЕНТНАЯ ПЕРЕДАЧА ЭНЕРГИИ ОТ ОДНОГО АТОМА К ДРУГОМУ ПРИ СЕЛЕКТИВНОМ ВОЗБУЖДЕНИИ ОДНОГО ИЗ АТОМОВ ПОЛЕМ НЕПРЕРЫВНОГО ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И ОПТИЧЕСКИЕ РАЗМЕРНЫЕ РЕЗОНАНСЫ
4.1. Введение
4.2. КОГЕРЕНТНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ДВУХ АТОМОВ В ПОЛЕ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
4.3. Дистанционное возбуждение локальных дипольных моментов под действием непрерывного оптического излучения
4.4. Линейные стационарные оптические размерные резонансы
4.5. Перенос энергии между атомами на большие расстояния при селективном возбуждении одного из атомов полем непрерывного оптического излучения
4.6. Интерференция осциллирующих дипольных моментов взаимодействующих атомов в поле оптического излучения
4.7. Обсуждение результатов
5. МЕТОД СКАНИРУЮЩЕЙ ОПТИЧЕСКОЙ БЛИЖНЕПОЛЬНОЙ МИКРОСКОПИИ НА ОСНОВЕ УСИЛЕННОГО КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ СВЕТА
5.1 Введение
5.2 Использование теории размерных резонансов для оптической ближнепольной микроскопии
5.3 Обсуждение результатов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

Среди многообразия известных в настоящее время наноструктурных объектов особое место занимают двухатомные объекты, например, димеры на поверхности твёрдых тел, атом-зонд вблизи атома образца и т.д. [1-6]. В настоящее время ведется разработка новых методов исследования наноструктурных и субнаноструктурных систем с помощью гамма- фотонов и синхротронного излучения [7,8]. Взаимодействие атомов при межатомных расстояниях порядка 1 нм во внешнем поле излучения необходимо исследовать без теории возмущений, учитывая большие внутренние поля, которые могут: значительно превышать внешние поля, а также выделяя определённый тип квантовых переходов с соответствующими квантовыми правилами отбора. Глубокое исследование двухатомных наноструктурных объектов в значительной степени определяет понимание оптических свойств многоатомных наноструктурных объектов. Математический аппарат для описания ближнеполыного взаимодействия в наноструктурах был описан в [9-30]. Отдельные вопросы двухчастичного взаимодействия были описаны в [31-59]. В системе двух взаимодействующих дипольных осцилляторов во внешнем поле оптического излучения возникают два или четыре оптических размерных резонанса в зависимости от того, являются ли дипольные осцилляторы одинаковыми или разными, а также в зависимости от поляризации внешнего излучения по отношению к оси наноструктурного двухатомного объекта. Частоты оптических размерных резонансов сильно зависят от межатомного расстояния. При этом на малых, порядка 1 нм, расстояниях частоты оптических размерных резонансов отличаются от собственных; частот дипольных осцилляторов на величину, значительно (примерно в 105 раз) превышающую времена затухания осцилляторов. При больших межатомных расстояниях, сравнимых с длиной волны внешнего оптического излучения, частоты оптических размерных резонансов отличаются от собственных частот осцилляторов на величину порядка времени затухания осцилляторов. [60] Взаимодействие двухатомного

3. Теоретическое обоснование экспериментальных спектров анизотропного отражения света на поверхности арсенида галлия с учетом атомного интерфейса из As-As димеров.
3.1 Введение
В работах [62,63,78] оптические переходы чистых поверхностей (100) GaAs с реконструкцией (2x4) и (4x2) исследовались методом спектроскопии анизотропного отражения [79]. Эта методика измеряет, как функции энергии светового кванта, нормированную разность коэффициентов отражения света, линейно поляризованного вдоль главных осей поверхности, и позволяет регистрировать поляризованные оптические переходы между электронными состояниями чистых реконструированных поверхностей (100) кубических полупроводников А3В5. Обнаружено, что спектры анизотропного отражения стабилизированной мышьяком поверхности (100) GaAs (2x4) состоят из двух линий, расположенных при энергии 3 и 4,5 эВ и поляризованных вдоль оси [110] поверхности [62]. При этом адсорбция кислорода сильно уменьшает интенсивность линии при 3 эВ вплоть до ее полного исчезновения. Такое поведение линии, по мнению авторов [63], позволяет связать эту линию с электронными Переходами между состояниями димеров мышьяка, которые являются базовыми элементами реконструкции (2x4). Интенсивность второй линии не меняется при адсорбции кислорода. Поэтому линия при 4,5 эВ, по мнению авторов [63], связана с переходами в возмущенной приповерхностной области кристалла.
В данной главе будет дано удовлетворительное объяснение наблюдаемых оптических свойств димеров мышьяка на чистой (100) поверхности GaAs на основе представленной теории линейных оптических размерных