Екситонне випромiнювання гiбридної наносистеми “сферична напiвпровiдникова квантова точка + сферична металева наночастинка”
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe60.07.0634Ключові слова:
квантовi точки, металевi наночастинки, гiбридрнi наносистеми, електромагнiтнi поля, квантовий вихiд випромiнюванняАнотація
Дослiджено випадок сферичної квантової точки (КТ) прямозонного напiвпровiдника кубiчної модифiкацiї з чотирикратно виродженою валентною зоною Γ8 в околi сферичної металевої наночастинки (НЧ). Екситонне випромiнювання КТ розглянуто як таке, що формується сумою внескiв випромiнюючих точкових (вузельних) диполiв всерединi КТ. Опис несферичної в цiлому наноситеми базується на використаннi трьох сферичних систем координат i встановленнi зв’язку мiж коефiцiєнтами мультипольного розкладу електромагнiтних (ЕМ) полiв у цих системах координат. Полярнi осi першої i другої систем з центрами в НЧ i КТ направленi вздовж лiнiї, що з’єднує цi центри. Орiєнтацiя третьої системи координат з центром в КТ визначається орiєнтацiєю кристалiчної ґратки в КТ. Показано, що на вiдмiну вiд скалярного потенцiалу електричного поля, який iндукується екситонним станом в КТ i має вигляд потенцiалу точкового диполя, ЕМ поле екситонного випромiнювання КТ не може бути представлене у виглядi ЕМ поля випромiнювання точкового диполя, оскiльки мiстить лише дипольнi, квадрупольнi i октупольнi компоненти. Враховано багатократне розсiювання мiж НЧ i КТ електромагнiтного поля, що випромiнює КТ. Розрахованi залежностi квантового виходу екситонного випромiнювання вiд вiдстанi мiж поверхнями КТ i НЧ при рiзних розмiрах КТ i НЧ i температурах 4,2 i 300 K у випадку КТ CdTe i срiбних або золотих НЧ.
Посилання
N.C. Bigall, W.J. Parak, and D. Dorfs, Nano Today 7, 282 (2012).
http://dx.doi.org/10.1016/j.nantod.2012.06.007
R. Jiang, B. Li, C. Fang, and J. Wang, Adv. Mater. 26, 5274 (2014).
http://dx.doi.org/10.1002/adma.201400203
Yu.V. Kryuchenko and D.V. Korbutyak, Semicond. Phys. Quant. Electr. Optoelectr. 16, 227 (2013).
http://dx.doi.org/10.15407/spqeo16.03.227
Al.L. Efros, M. Rosen, M. Kuno, M. Nirmal, D.J. Norris, and M. Bawendi, Phys. Rev. B 54, 4843 (1996).
L.D. Landau and E.M. Lifshitz, Quantum Mechanics. Non-Relativistic Theory (Pergamon Press, New York, 1977).
R.S. Knox, Theory of Excitons (Academic Press, New York, 1964).
S. Fl¨uge, Practical Quantum Mechanics (Springer, Berlin, 1971), Vol. 1.
O. Madelung, Semiconductors: Data Handbook (Springer, Berlin, 2004).
http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-18865-7
J.D. Jackson, Classical Electrodynamics (Wiley, New York, 1962).
H. Bateman and A. Erdelyi, Tables of Integral Transforms (McGraw-Hill, New York, 1954), Vol. 2.
J.H. Blokland, V.I. Claesse, F.J.P. Wijnen et al., Phys. Rev. B 83, 035304 (2011).
http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.83.035304
P. Yang and N. Murase, J. Phys.: Conf. Ser. 152, 012009 (2009).
http://dx.doi.org/10.1088/1742-6596/152/1/012009
L. Jing, L. Yang, R. Qiao, M. Niu, M. Du, D. Wang, and M. Gao, Chem. Mater. 22, 420 (2010).
http://dx.doi.org/10.1021/cm9029962
P. Reineck, D. Gomez, S.H. Ng, M. Karg, T. Bell, P. Mulvaney, and U. Bach, ACS Nano 7, 6636 (2013).
http://dx.doi.org/10.1021/nn401775e
L. Tang, J. Xu, P. Guo, X. Zhuang, Y. Tian, Y. Wang, H. Duan, and A. Pan, Opt. Express 21, 11095 (2013).
http://dx.doi.org/10.1364/OE.21.011095
D. Ban, J. Xue, R. Fang, S. Xu, E. Lu, and P. Xu, J. Vac. Sci. Technol. B 16, 989 (1998).
http://dx.doi.org/10.1116/1.590056
I.M. Kupchak, D.V. Korbutyak, Yu.V. Kryuchenko, A.V. Sachenko, I.O. Sokolovskii, O.M. Sreseli, Semiconductors 40, 94 (2006).
http://dx.doi.org/10.1134/S1063782606010179
Z.A. Weinberg, J. Appl. Phys 53, 5052 (1982).
http://dx.doi.org/10.1063/1.331336
C. Wood and D. Jena, Polarization Effects in Semiconductors: From Ab Initio Theory to Device Applications (Springer, Berlin, 2008).
http://dx.doi.org/10.1007/978-0-387-68319-5
W.W. Yu, L. Qu, W. Guo, and X. Peng, Chem. Mater. 15, 2854 (2003).
http://dx.doi.org/10.1021/cm034081k
V.V. Klimov, Nanoplasmonics (Nauka, Moscow, 2012) (in Russian).
V.V. Datsyuk, Ukr. J. Phys. 56, 122 (2011).
P.G. Etchegoin, E.C. Le Ru, and M. Meyer, J. Chem. Phys. 125, 164705 (2006).
http://dx.doi.org/10.1063/1.2360270
C. S¨onnichsen, Ph.D. thesis (Ludwig Maximilian Univ. of Munich, Munich, 2001).
P.B. Johnson and R.W. Christy, Phys. Rev. B 6, 4370 (1972).
http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.6.4370
W.J. Tropf, M.E. Thomas, and T.J. Harris, in Handbook of Optics, edited by M.Bass (McGraw-Hill, New York, 1995), Ch. 33.
S. Emin, A. Loukanov, M. Wakasa, S. Nakabayashi, and Y. Kaneko, Chem. Lett. 39, 654 (2010).
http://dx.doi.org/10.1246/cl.2010.654
S.J. Byrne, S.A. Corr, T.Y. Rakovich et al., J. Mater. Chem. 16, 2896 (2006).
http://dx.doi.org/10.1039/b605333e
A.O. Govorov, G.W. Bryant, W. Zhang, T. Skeini, J. Lee, N.A. Kotov, J.M. Slocik, and R.R. Naik, Nano Lett. 6, 984 (2006).
http://dx.doi.org/10.1021/nl0602140
R. Ruppin, J. Chem. Phys. 76, 1681 (1982).
http://dx.doi.org/10.1063/1.443196
H. Mertens, A.F. Koenderink, and A. Polman, Phys. Rev. B 76, 115123 (2007).
http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.76.115123
G. Sun and J.B. Khurgin, IEEE J. Select. Topics Quant. Electr. 17, 110 (2011).
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
