Представлена теория распространения поляритонов в сверхрешетках с резонансным плазмон-экситонным взаимодействием. Периодическая сверхрешетка состоит из конечного числа ячеек c близко расположенными квантовой ямой и монослоем металлических наночастиц. Изучается спектр смешанных мод, образованных квазидвумерными экситонами квантовых ям и дипольными плазмонами металлических частиц. Задача электродинамики решается методом функций Грина c учетом резонансной поляризации квантовых ям и частиц в самосогласованном приближении. Эффективная поляризуемость частиц сфероидальной формы, заполняющих квадратную решетку, вычислена с учетом эффекта локального поля дипольных плазмонов слоя и их " изображений", обусловленных экситонной поляризацией ближайшей квантовой ямы. Численно исследованы оптические спектры отражения сверхрешеток с квантовыми ямами GaAs/AlGaAs и частицами серебра. Особое внимание уделено режиму сверхизлучения при брэгговской дифракции поляритонов в сверхрешетке. Сверхизлучение исследовано для плазмонов и экситонов по отдельности, а также для смешанных плазмон-экситонных поляритонов. Показано, что широкий спектр отражения, связанный с плазмонами, зависит от числа ячеек в сверхрешетке и имеет узкий спектральный провал в области экситон-плазмонного расщепления Раби.Работа выполнена при частичной поддержке РФФИ (грант № 14-02-01123). ВведениеНизкоразмерные экситоны и локализованные плазмо-ны представляют собой разновидности коллективных электронных возбуждений со спектром в видимом диа-пазоне. Они имеют существенно разные оптические свойства: экситонные резонансы в полупроводниках уз-кие, а поверхностные плазмоны в металлах имеют сравнительно большую ширину при значительной доб-ротности. Индивидуальные свойства поляризационных возбуждений обоих типов достаточно хорошо извест-ны [1,2] и находят разнообразные практические приложе-ния благодаря возможности управлять ими. Актуальным становится изучение резонансных оптических явлений, обусловленных кулоновским взаимодействием плазмо-нов с низкоразмерными экситонами в наноструктурах металл−полупроводник [3,4].Установлено, что взаимодействие экситонов и плаз-монов может приводить к возмущению их состояний [5] или к образованию смешанных состояний [6][7][8][9][10][11]. Под влиянием плазмонов меняется скорость спонтанного распада экситонов [12][13][14], появляется возможность кон-центрации электромагнитной энергии на нанометро-вом масштабе и ее переноса в отсутствие переноса носителей заряда [12] и т. д. При сильном взаимо-действии экситонов с плазмонами в спектрах моле-кулярных систем [6-9] и квантовых ям [10] обнару-жено экситон-плазмонное расщепление Раби большой величины. Влияние плазмонов на экситоны большого радиуса исследовалось преимущественно для нульмер-ных экситонов в квантовых точках или микрокристал-лах [9,11-14] и для квазидвумерных экситонов в кван-товых ямах [10,[15][16][17] или полупроводниковых покрыти-ях [18]. В работах [19,20] изучались также оптические переходы в квантовых ямах с участием электромагнит-ных мод массива наноантенн. В работе [16] была раз...
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
customersupport@researchsolutions.com
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Copyright © 2025 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.