Природа і кінетика нестаціонарного поглинання світла плівками С60, наведеного фемтосекундними лазерними імпульсами

Автор(и)

  • М.П. Горішний Інститут фізики НАН України
  • І.А. Павлов Інститут фізики НАН України
  • О.В. Ковальчук Інститут фізики НАН України

DOI:

https://doi.org/10.15407/ujpe57.11.1110

Ключові слова:

-

Анотація

Використовуючи методику "збудження–зондування", досліджено структуру і часову еволюцію наведеного фемтосекундними лазерними імпульсами поглинання плівок С60 у спектральній області 2,04–2,37 еВ та часовому діапазоні 0–882 пс. Плівки С60 товщиною 200 нм отримані на кварцових підкладках термічним напиленням у вакуумі 6,5 мПа при кімнатній температурі.

Контур спектра поглинання плівок С60, наведеного фемтосекундними імпульсами, в області зондування 2,04–2,37 еВ формують смуги при 2,097; 2,164; 2,209; 2,262; 2,299 і 2,331 еВ. Смуги при 2,097; 2,209 і 2,262 еВ зумовлені електронними переходами між зонами, утвореними нульовими вібронними рівнями S0-стану і ненульовими вібронними рівнями S1-стану молекули С60 відповідно.

Вперше встановлено, що ``гарячі'' смуги при 2,164; 2,299 і 2,331 еВ зумовлені електронними переходами між зонами, утвореними ненульовими
вібронними рівнями S0- або S1-станів і нульовими вібронними рівнями S2- або S4-станів молекули С60 відповідно.

Часові кінетики спадання оптичної густини ΔD наведеного поглинання плівок С60 в діапазоні 0–882 пс апроксимовано трьома експонентами. Для зондуючих фотонів з енергією E = 2,217 еВ одержано такі значення часів релаксації: τp1=(1,04 ± 0,13) пс; τp2=(5,81 ± 0,94) пс і τp3=(108,0 ± 9,3) пс. При апроксимації цих кінетик функцією Кольрауша ("розтягнута" експонента) уточнено величину ефективного часу релаксації τp. Вона становить 6,0 пс і є близькою до величини τp2. В рівноважний стан електронна система плівок С60 релаксує через проміжок часу Δt >882 пс.

Встановлено, що величини τp1 і τp2 суттєво залежать від вибраного часового діапазону апроксимації і способу усереднення точок кінетики ΔDн(t). Для τp3 ця залежність значно менша.

Посилання

I.M. Belousova, O.B. Danilov, and A.I. Sidorov, Opt. Zh. 76, No. 4, 71 (2009).

https://doi.org/10.1364/JOT.76.000223

A.A. Mak, I.M. Belousova, V.M. Kiselev, A.S. Grenishin, O.B. Danilov, and E.N. Sosnov, Opt. Zh. 76, No. 4, 4 (2009).

I.M. Belousova, O.B. Danilov, T.D. Muravyova, I.M. Kislyakov, V.V. Ryl'kov, T.K. Kris'ko, O.I. Kiselyov, V.V. Zarubaev, A.K. Sirotkin, and L.B. Piotrovskii, Opt. Zh. 76, No.4, 97 (2009).

https://doi.org/10.1364/JOT.76.000243

T.L. Makarova, Fiz. Tekh. Poluprovodn. 35, 257 (2001).

https://doi.org/10.1177/153857440103500403

S. Leach, M. Vervloet, A. Despres, E. Breheret, J.P. Hare, T.S. Dennis, H.W. Kroto, R. Taylor, and D.R.M. Walton, Chem. Phys. 160, 451 (1992).

https://doi.org/10.1016/0301-0104(92)80012-K

J. Hora, P. Panek, K. Navratil, H. Handlirova, J. Humlicek, H. Sitter, and D. Stifter, Phys. Rev. B 54, 5106 (1996).

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.54.5106

V.S. Pavlovich and E.M. Shpilevskii, Zh. Prikl. Spektrosk. 77, 362 (2010).

S.V. Tchekalin, A.P. Yartsev, and V. Sundstrem, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 120, 810 (2001).

R.A. Cherville and N.J. Halas, Phys. Rev. B 45, 4548 (1992).

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.45.4548

T. Juhasz, X.H. Hu, C. Suarez, W.E. Bron, E. Maiken, and P. Taborek, Phys. Rev. B 48, 4929 (1993).

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.48.4929

S.D. Brorson, M.K. Kelly, U. Wenschuh, R. Buhleier, and J. Kuhl, Phys. Rev. B 46, 7329 (1992).

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.46.7329

S.V. Tchekalin, E. Okesson, V. Sandstrem, and V.M. Faretdinov, Pis'ma Zh. Eksp. Teor. Fiz. 58, 286 (1993).

A.L. Dobryakov, S.A. Kovalenko, V.S. Letokhov, Yu.V. Lozovik, G. Marovskii, Yu.A. Matveets, V.M. Faretdinov, and N.R. Ernsting, Pis'ma Zh. Eksp. Teor. Fiz. 61, 957 (1995).

C.H. Lee, G. Yu, D. Moses et al., Phys. Rev. B 48, 8506 (1993).

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.48.8506

D. Moses, C.H. Lee, B. Kraabel et al., Synth. Metals 70, 1419 (1993).

https://doi.org/10.1016/0379-6779(94)02904-D

I.V. Blonskyi, M.S. Brodyn, and A.P. Shpak, Ukr. Fiz. Zh. Oglyady 3, 93 (2006).

S.B. Fleischer, E.P. Ippen, G. Dresselhaus, M.S. Dresselhaus, A.M. Rao, P. Zhou, and P.C. Eklund, Appl. Phys. Lett. 62, 3241 (1993).

https://doi.org/10.1063/1.109086

Опубліковано

2021-12-03

Як цитувати

Горішний, М., Павлов, І., & Ковальчук, О. (2021). Природа і кінетика нестаціонарного поглинання світла плівками С60, наведеного фемтосекундними лазерними імпульсами. Український фізичний журнал, 57(11), 1110. https://doi.org/10.15407/ujpe57.11.1110

Номер

Розділ

Атоми і молекули