Спектроскопія елементарних збуджень в об’ємних кристалах і наночастинках прямозонних напівпровідників - Автореферат

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТОфіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор, академік НАН України Бродин Михайло Семенович, Інститут фізики НАН України, директор доктор фізико-математичних наук, Гречко Леонід Григорович, Інститут хімії поверхні НАН України, провідний науковий співробітник доктор фізико-математичних наук, старший науковий співробітник Лозовський Валерій Зіновійович, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, професор кафедри напівпровідникової електроніки Захист відбудеться “28 ”лютого 2005 р. о 14.30 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.001.23 при Київському національному університеті імені Тараса Шевченка за адресою: 03680, Київ, просп. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: 01033, Київ, вул. В даній роботі вперше прямим методом гігантського двофотонного поглинання показано існування збуджених станів екситонної молекули, досліджено їхню участь в процесах термалізації та релаксації; виявлено новий механізм резонансного обміну енергією збудження при непружному розсіянні екситонних молекул; виміряно безпосередньо час термалізації “холодних” екситонних молекул в кристалі моноклінного дифосфіду цинку та час їх життя в основному і збудженому станах. В данной работе впервые прямым методом гигантского двухфотонного поглощения показано существование возбужденных состояний экситонной молекулы, исследовано их участие в процессах термализации и релаксации, обнаружен новый механизм резонансного обмена энергией возбуждения при неупругом рассеянии экситонных молекул, измерено непосредственно время термализации “холодных” экситонных молекул в кристалле моноклинного дифосфида цинка и их время жизни в основном и возбужденных состояниях.Розвиток сучасної оптики, фотоніки та фізики твердого тіла іде в напрямках дослідження взаємодії світла з речовиною в екстремальних умовах високих інтенсивностей, коротких часових інтервалів, низьких температур, з одного боку, а також використання нових матеріалів з унікальними властивостями, наприклад, наноструктурних матеріалів, розміри складових частин яких настільки малі, що вони складаються із зліченної кількості атомів, з іншого боку. Але якщо раніше біекситон був дещо екзотичним обєктом досліджень, що мали переважно фундаментальний характер, то зараз ставлення до нього як до “повноправного” елементарного збудження стає все більш актуальним через розширення в бік високих потужностей діапазону, в якому проводяться дослідження і працюють новітні оптоелектронні прилади. В результаті, дослідження їх участі в процесах поглинання і випромінювання фотонів, а також їх впливу на дисперсію світла в кристалі набуває особливої актуальності. Всебічне вивчення цього питання приводить нас до цілої нової області досліджень - поляритонних явищ, що виникають при змішуванні пар фотонів з біекситонами. Цікавим і перспективним з точки зору можливих застосувань є також дослідження нанокластерів - частинок, що займають проміжне місце між найменшими складовими елементами речовини - атомами або молекулами, з одного боку, і твердим тілом, з іншого.У вступі до дисертації обговорюється стан наукової проблеми, обраної для досліджень, обґрунтовано актуальність теми дисертації, сформульовано мету роботи та основні завдання досліджень, показано звязок дисертаційної роботи з науковими програмами, планами і темами, відображено наукову новизну і практичне значення роботи та отриманих результатів, визначений особистий внесок здобувача, наведено дані про структуру дисертації, апробацію її результатів, публікації. Незважаючи на те, що дослідження в цій галузі ведуться багато років і кількість опублікованих праць величезна, деякі області були лише поверхово оглянуті теоретиками, і досі залишаються фактично білими плямами в експериментальних дослідженнях. Як джерело випромінювання було використано титан-сапфіровий фемтосекундний лазер, який завдяки великій спектральній ширині імпульсів Dl=12 нм дав можливість дослідити поглинання у всьому спектральному діапазоні від екситона до М-смуги. У спектрі випромінювання, що пройшло крізь зразок при малій інтенсивності (крива 2) чітко спостерігається широка інтенсивна смуга поглинання, зумовлена переходами в дозволений екситонний стан 1S, а також вузькі лінії, що відповідають екситонам, локалізованим на домішках. Було отримано ряд таких спектрів при двох різних інтенсивностях в спектральному діапазоні від екситонної лінії до смуги біекситонного поглинання.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ