Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2024, выпуск 7 » Статья стр. 779
<<<>>>
Анализ оптических свойств массива полусферических наночастиц Ag на поверхности SiO_2/c-Si методом спектральной эллипсометрии
The Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation, FFUG-2024-0017
Ермина А.А.1, Большаков В.О.1, Пригода К.В.1, Толмачев В.А.1, Грудинкин С.А.1, Жарова Ю.А.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: annaermina97@gmail.com, lion080895@gmail.com, kristina_prigoda@mail.ru, tva@mail.ioffe.ru, grudink.gvg@mail.ioffe.ru, piliouguina@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 2 мая 2024 г.
В окончательной редакции: 26 мая 2024 г.
Принята к печати: 5 июля 2024 г.
Выставление онлайн: 30 сентября 2024 г.
PDF версия
Рассмотрен разупорядоченный массив самоорганизующихся полусферических наночастиц Ag на поверхности SiO_2/Si. Структуры получены с помощью простого, воспроизводимого и недорогого метода восстановления Ag из раствора на поверхности монокристаллического кремния c последующей термической обработкой в атмосфере O2 при 350oC. Проведен анализ оптических свойств, полученных неразрушающим методом спектральной эллипсометрии. Предложена многослойная модель с параболическим градиентом Ag/воздух для приближения эффективной среды Бруггемана, которая позволила с высокой точностью (±5 nm) определить толщину слоя наночастиц Ag. Положения "объемного" и локализованного плазмонных резонансов определены с помощью модели Друде и осцилляторов Лоренца. Ключевые слова: полусферические Ag наночастицы, кремний, локализованный поверхностный плазмонный резонанс, спектральная эллипсометрия, приближение эффективной среды Бруггемана, модель Друде, осциллятор Лоренца.
  1. S.A. Maier. Plasmonics: Fundamentals and Applications, 1st ed. (Springer New York, NY, 2007). DOI: 10.1007/0-387-37825-1
  2. Y.H. Jang, Y.J. Jang, S. Kim, L.N. Quan, K. Chung, D.H. Kim. Chem. Rev., 116 (24), 14982 (2016). DOI: 10.1021/acs.chemrev.6b00302
  3. H.A. Atwater, A. Polman. Nat. Mater., 9, 205 (2010). DOI: 10.1038/nmat2629
  4. M. Pan, J. Yang, K. Liu, Z. Yin, T. Ma, S. Liu, L. Xu, S. Wang. Nanomat., 10 (2), 209 (2020). DOI: 10.3390/nano10020209
  5. I. Shutsko, M. Buchmuller, M. Meudt, P. Gorrn. Adv. Opt. Mater., 10 (9), 2102783 (2022). DOI: 10.1002/adom.202102783
  6. B. Sharma, R.R. Frontiera, A.-I. Henry, E. Ringe, R.P. Van Duyne. Mat. Tod., 15 (1-2), 16 (2012). DOI: 10.1016/S1369-7021(12)70017-2
  7. J. Langer et al. ACS Nano, 14 (1), 28 (2020). DOI: 10.1021/acsnano.9b04224
  8. M. Lippitz, M.A. Van Dijk, M. Orrit. Nano Lett., 5 (4), 799 (2005). DOI: 10.1021/nl0502571
  9. Z.-W. Yang, L.-Y. Meng, J.-S. Lin, W.-M. Yang, P. Radjenovic, S.-X. Shen, Q.-C. Xu, Z.-L. Yang, Z.-Q. Tian, J.-F. Li. Adv. Opt. Mater., 7 (23), 1901010 (2019). DOI: 10.1002/adom.201901010
  10. J.-A. Huang, Y.-L. Zhang, H. Ding, H.-B. Sun. Adv. Opt. Mater., 3 (5), 618 (2015). DOI: 10.1002/adom.201400534
  11. K. Rhee, A. Tukova, M.T. Yaraki, Y. Wang. Nanoscale, 15 (5), 2087 (2023). DOI: 10.1039/D2NR05287C
  12. A. Das, U. Pant, C. Cao, R.S. Moirangthem, H.B. Kamble. Nano Res., 16, 1132 (2023). DOI: 10.1007/s12274-022-4745-0
  13. X. Lu, M. Rycenga, S.E. Skrabalak, B. Wiley, Y. Xia. Annu. Rev. Phys. Chem., 60, 167 (2009). DOI: 10.1146/annurev.physchem.040808.090434
  14. S. Szunerits, M.R. Das, R. Boukherroub. J. Phys. Chem. C., 112 (22), 8239 (2008). DOI: 10.1021/jp800478h
  15. W.J. Ho, S.K. Fen, J.J. Liu. Appl. Phys. A., 124, 29 (2018). DOI: 10.1007/s00339-017-1451-y
  16. T.W.H. Oates, H. Wormeester, H. Arwin. Prog. Surf. Sci., 86 (11-12), 328 (2011). DOI: 10.1016/j.progsurf.2011.08.004
  17. D.A.G. Bruggeman. Ann. Phys., 416, 636 (1935). DOI: 10.1002/andp.19354160705
  18. P. Drude. Ann. Phys., 270 (7), 489 (1888). DOI: 10.1002/andp.18882700706
  19. C. Tanguy. Phys. Rev. B, 60 (15), 10660 (1999). DOI: 10.1103/PhysRevB.60.10660
  20. M. Voue, N. Dahmouchene, J. De Coninck. Thin Solid Films, 519 (9), 2963 (2011)
  21. A. Baron, A. Iazzolino, K. Ehrhardt, J.-B. Salmon, A. Aradian, V. Kravets, A.N. Grigorenko, J. Leng, A. Le Beulze, M. Treguer-Delapierre, M.A. Correa-Duarte, P. Barois. Opt. Mater. Express, 3 (11), 1792 (2013). DOI: 10.1364/OME.3.001792
  22. M. Lonv caric, J. Sancho-Parramon, H. Zorc. Thin Solid Films, 519 (9), 2946 (2011). DOI: 10.1016/j.tsf.2010.12.06
  23. M.N. Perera, D. Schmidt, W.E.K. Gibbs, S. Juodkazis, P.R. Stoddart. Opt. Lett., 41 (23), 5495 (2016). DOI: 10.1364/OL.41.005495
  24. M.S. Gangwar, P. Agarwal. Phys. Scr., 98 (10), 105944 (2023). DOI: 10.1088/1402-4896/acf796
  25. H. Fujiwara. Spectroscopic ellipsometry: principles and applications, 1st ed (John Wiley \& Sons, Hoboken, USA, 2007)
  26. A.A. Ermina, N.S. Solodovchenko, V.S. Levitskii, N.A. Belskaya, S.I. Pavlov, V.O. Bolshakov, V.A. Tolmachev, Yu.A. Zharova. Mater. Sci. Semicond. Process., 169, 107861 (2024). DOI: 10.1016/j.mssp.2023.107861
  27. A.A. Ermina, N.S. Solodovchenko, K.V. Prigoda, V.S. Levitskii, V.O. Bolshakov, M.Yu. Maximov, Y.M. Koshtyal, S.I. Pavlov, V.A. Tolmachev, Y.A. Zharova. Appl. Surf. Sci., 608, 155146 (2023). DOI: 10.1016/j.apsusc.2022.155146
  28. V.A. Tolmachev, E.V. Gushchina, I.A. Nyapshaev, Yu.A. Zharova. Thin Solid Films, 756, 139352 (2022). DOI: 10.1016/j.tsf.2022.139352
  29. Y. Zharova, A. Ermina, S. Pavlov, Y. Koshtyal, V. Tolmachev. Phys. Status Solidi A, 216 (17), 1900318 (2019). DOI: 10.1002/pssa.201900318
  30. В.А. Толмачев, Ю.А. Жарова, А.А. Ермина, В.О. Большаков. Опт. и спектр., 130 (2), 254 (2022). DOI: 10.21883/OS.2022.02.51992.2668-2 [V.A. Tolmachev, Y.A. Zharova, A.A. Ermina, V.O. Bolshakov. Opt. Spectr., 130 (2), 238 (2022). DOI: 10.21883/EOS.2022.02.53215.2668-21]
  31. U. Kreibig, M. Vollmer. Optical Properties of Metal Clusters, 1st ed (Springer Berlin, Heidelberg, 1995). DOI: 10.1007/978-3-662-09109-8
  32. Handbook of ellipsometry, ed. by H.G. Tompkins, E.A. Irene (William Andrew Pub., Norwich and Springer, Heidelberg, 2005).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme