（光学专业论文）以氧化铋为基质的金属纳米颗粒复合薄膜的超快光物理研究.pdf

中文摘要 本论文通过飞秒时间分辨的泵浦探测，( 超外差) 光学克尔效应( 讲) ， 和z 柚等实验技术，研究了一系列以氧化铋为基质的贵金属纳米复合薄膜的超 快能量弛豫过程和三阶非线性光学性质，分析了金属浓度、颗粒尺寸、薄膜微结 构和激发光强等因素对这类材料超快光物理特性的影响。 主要研究内容和相应创新结论如下： 1 通过飞秒泵浦探测技术，研究了由磁控共溅射法制备的一系列不同a g 含量的a g ：b 2 0 3 纳米复合薄膜的超快能量弛豫过程。结果发现在中等激发强度 下，a g 含量相对较低的薄膜( a g 原子比浓度小于4 0 ) 具有比较快的能量弛豫 过程和较弱的激发光强依赖性；而a g 含量较高的薄膜( 4 5 6 0 ) ，能量弛豫 过程随a g 含量增加而明显变慢，并表现出明显的激发光强依赖性。结合对薄膜 微结构的分析，我们提出在a g 含量较低的薄膜中，存在较强的颗粒基质界面耦 合，提供了额外的能量弛豫途径，导致较快的弛豫过程；而对a g 含量较高的薄 膜，a g 颗粒问的粘连和b i 2 0 3 的疏松结构导致界面耦合较弱，激发电子的能量 弛豫主要通过颗粒内电子- 声子耦合完成，因而表现出较慢的弛豫过程和较强的 激发强度依赖性。 2 利用飞秒o k e 技术，研究了a g ：b i 2 0 3 系列复合薄膜的超快非线性光学响 应。发现a g 含量对薄膜的有效三阶非线性系数( ) 具有明显的影响，在 1 3 2 一3 5 7 的范围内，郅随a g 含量的增加而变大，这主要来源于a g 颗粒密 度的增加和颗粒间电磁偶极- 偶极耦合导致的局域场增强；高于3 5 7 后，继续 增加a g 含量则导致”的减小。这反映了颗粒粘连成片而使局域场被削弱。研究 表明对薄膜进行退火加热处理可明显增大”，通过m i e 理论计算颗粒内电场， 发现这主要反映了局域场增强因子的尺寸依赖性。对o k e 响应时间特性的分析， 我们认为在亚皮秒时域，薄膜的非线性响应主要来源于a g 颗粒内的光生热电子。 3 利用飞秒泵浦探测、o l 强、和z - 扫描实验技术研究了c u ：b i 2 0 3 纳米复合 薄膜的超快非线性光学响应。在较高激发强度下，未经退火处理的c u ：b i 2 0 3 薄 膜表现出瞬时的o k e 响应，而且3 ) 主要为实部，由于薄膜中c u 的结晶较差， 我们认为非线性响应主要来源于无定形态c u 或c u b i - o 成分中电子的极化，也 可能包括氧化铋基质的贡献。经6 0 0 退火处理后，材料的结构和超快光学响应 均有明显的优化，o k e 信号出现皮秒量级的弛豫过程，反映了颗粒内光生热电 子的贡献，这与虚部的增强相符。 总之，本论文研究了以氧化铋为基质的几类贵金属纳米颗粒复合薄膜的超快 光物理性质，分析了超快响应和非线性性质与金属颗粒浓度、颗粒尺寸、颗粒 基质界面耦合等薄膜微结构的关系，研究了热处理对纳米复合薄膜的结构和性能 的影响。所获结果有助于人们加深对金属介质纳米复合体系光物理特性的认识。 关键字：金属纳米颗粒，飞秒激光，光学克尔效应，泵浦蒙测，z - 扫描，能量 弛豫，三阶光学非线性 中图分类号：0 4 3 7 a b s t i 翟c t i n 出i st l l e s j s ，t l l ee n e f g yr e l a x a t i o nd y n a m i c sa n dt h i r d - 0 r d 盯r 叼n l i n e a ro p t i c a l s u s c 印t i b i l i t i e so fn o b l em e t a ln a n o p a n i c i c s 哪b c d d c di i lb i 2 0 3t l l i n f i i m sw e r e i n v e s t i g 删b yu s i n gf b m t o s e c o n d ( f 的p 啪p p r o b e ，t i i l l e - m s o l v c do p t i c a ll ( e f re 丘h t ( 0 粑) 锄dz - s c 柚t 量i n i q 峙s t h ee 妇眈t so f 咖毒t a lc o n c c n 仃砒i o i l ，e x c i 诅t i o n m t 锄s 咄 n l es i 盟o fn 锄o p a n i c l e s 距dm es t m c t i l 心o ff i i l i l so n 协eu l 纰i f a s tp h o t o p l l y s i l d y n 啪i c so f t 量l i s 蜘do f m a t e f i a l sw 帆i n v e s 蛞g a t c d t h em a i ni 肋o v a t i v er e s u i t sa n dc o n c l u s i o n sa 糟a sf b l l o w s ： 1 1 1 1 e 蜘e r 罢陀l 锄喊i d y n 锄i c so fs i l v e 胁i s m u t l lo x i d e ( a g ：b i 2 0 3 ) n a n o c o m p o s 沁f i l m sw n hd i 位r c n ta gc o n c e n t r a t i o n 劬r i c a t c db ym a g n e 仃o n c o - s p u t t e r i n gw e r ei n v e s t j g a t e db yu t i l i z i n gf sp u m p p r o b ct e c h n i q u e i nt h em o d e 姐t c e x c i t a t i o nr e g i m e ，t h ef i l m sw t h 佗l a t i v e l yj o wa gc o n c e m r a c i o n ( o 1 ) 的复合体系三阶光学非线性 第一章绪论 的报道，在9 0 年代中期以后日渐增多【4 2 ，4 5 】。我国香港科技大学的廖红波博士， 采用磁控溅射法制备了a u 纳米颗粒含量较高的s i 0 2 和啊0 2 复合薄膜，研究发现它 们在s p r 吸收峰附近具有巨大的有效三阶非线性系数，可达l o t l 0 4e s u 量级 【4 6 - 5 0 】。复合体系中颗粒浓度较高时，颗粒间距比较小，颗粒之间的近场电磁耦 合比较强，使局域场显著增强，可能是导致此巨三阶非线性的主要原因。 近年来，欧洲和日本的多个研究组也多次报道了关于金属纳米复合薄膜非线 性光学性质的研究结果【5 l 一5 8 】。国内中科院物理所陈正豪研究组【5 9 6 l 】、北京大 学龚旗煌研究组【l o ，6 2 】、和近期武汉大学的王取泉研究组【6 3 ，6 4 】，在这方面的 工作也比较出色。我们实验室近年对于核壳结构的金属半导体纳米复合物非线 性增强、非共振激发条件下金属纳米颗粒非线性增强的尺寸效应、以及本论文中 以氧化铋为基质的金属纳米复合薄膜非线性响应的研究工作，也取得了不少创新 结果【6 5 6 8 】。 金属纳米复合物较大的有效三阶非线性主要是得益于局域场的增强，这一点 是研究界的共识，但对局域场增强具体机制的理解和认识还有待深入，与之相应 的理论研究还相对较少。美国普渡大学的s h a l a “教授【6 9 】、罗切斯特大学光学 研究所的b o y d 教授【7 0 】、上海交通大学的马红孺教授【7 1 】、和复旦大学物理系的 黄吉平教授【7 2 】等从不同的角度计算了这类体系的非线性增强系数，发现在金属 浓度较高的情况下，颗粒的密集程度、复合物的构型、颗粒分布的各向异性、以 及基质材料的非线性等对复合物有效非线性增强系数有重要的影响。由于非线性 光学测试中影响实验结果的因素很多，有些甚至能掩盖掉局域场增强效应的效 果，加之材料制备上的限制，目前能直接验证上述理论计算结果的实验报道还较 少。 在己报道的对金属纳米复合体系非线性光学性质的实验研究中，激光波长多 位于s p r 吸收峰处，颗粒内局域场较强，因而名嚣也较大，但是由于其相应的 吸收系数口也很大，对激光的强烈吸收会引起材料温度的上升，这对集成光电子 器件的应用十分不利。所以寻找在非共振条件下也具有较大超快非线性光学响应 第一章绪论 的材料，是现在非线性材料研究领域中的一个重要方向。考虑介电限制效应，当 复合体系中基质材料的折射率较大时，纳米颗粒内的局域场也较强【6 5 】，因此在 本论文中，我们采用具有较高折射率的氧化铋( n 2 5 - 2 7 ) 为基质材料。主要用 波长为8 0 0n m 的飞秒激光脉冲研究这类材料在非共振激发条件下的非线性光学 响应。 1 4 金属纳米颗粒复合材料的应用研究简介 下面举例介绍此类材料在光电子和光子学领域的几个应用研究。 1 基于金属纳米颗粒三阶非线性光学响应的高速光开关、光调制器、相位 共轭等全光通信器件。图l - 5 是基于金属介质纳米复合薄膜光学k e r r 效应( o k e ) 的超快全光开关基本原理图【1 0 】。p i i m p 激光脉冲诱导工作物质( 具有o k e 响应 的复合薄膜) 产生双折射，可以用来作为控制器，而p r o b e 激光脉冲作为加载信 息的信号光，由于偏振方向相互正交的一对偏振器( 起偏器和检偏器) 的存在， 输入的信号最初处于关闭状态，当控制光束激发工作物质时，产生的双折射使信 号光的偏振方向发生改变，因而部分信号光可通过裣偏器，被探测器接收。光开 关的时间灵敏度取决于激发光的脉宽和工作物质的o k e 响应时间。 强l s 基于金疆_ 介质纳米颗粒复合薄骥o x e 晌嘘的光于 关概念蕊t l 哦 2 a u 纳米颗粒电介质纳米线复合材料的光敏特性。台湾科技大学的h u 第一章绪论 等人采用自组装法成功生长了嵌有a u 纳米颗粒的“豆荚式”二氧化硅复合纳米 线，长度为2 3 岫，且取向比较整齐的排列在衬底表面】。他们发现这类材料 在可见光照射下表现出良好的光敏性：光照射时的电阻明显低于无光时，如图 l - 6 所示。而且用波长位于金纳米颗粒s p r 吸收峰处的绿光照射产生的光敏性优 于非共振的紫光和红光。作者认为此光敏性来源于激发s p r 而产生的热电子的 隧穿特性。此类材料可应用于波长可控的光学纳米开关等光电子器件。 酉1 6 嵌有金纳米颗粒的二氧化硅纳米线豹t e m 图和光敏特性l l l l 3 a g 纳米颗粒坷0 2 复合薄膜的多色光致变色特性。日本东京大学的k e n j i 等采用光化学反应法制备了a g ：啊q 纳米颗粒复合薄膜，发现此灰褐色的薄膜在 外部可见光照射下呈现出和照射光相同的颜色，波长连续的白光照射则变为透 明，如图l - 7 所示【刀。而用紫外光照射后又全部恢复为灰褐色。作者认为此多色 光致变色性质来源于可见光照射下部分a g 颗粒内电子向周围环境的转移导致的 相应s p r 吸收被减弱，而紫外光照射则激发t i 0 2 基质的价电子进入a g 颗粒使s p r 吸收恢复。德国研究人员在磁控溅射制备的a g ：砸0 2 复合薄膜中也发现了此类性 质。基于单一材料的多色光致变色特性可应用于高密度多波长光学存储和可 1 3 第一章绪论 图l - 7a g ：t i 0 2 复合薄膜的多色光致变色性质【7 1 擦写彩色复印等领域。 4 基于s p r 耦合增强的半导体发光器件。台湾大学的l i l l 等研究发现核 壳结构的a u - c d s 复合纳米颗粒的光致发光强度比纯c d s 颗粒高出近4 0 倍，作 者认为这是由于a u 核的s p r 被激发产生的电子穿越界面势垒进入c d s 导带而 导致的电子浓度增加【7 3 1 。加州理工学院的s c h e r e r 研究组报道了纳米厚度的粗 糙a g 膜对i n g a n 量子阱发光二极管发光效率的增强作用，认为量子阱内电子- 空穴对复合直接激发界面处金属的表面等离子体激元，而不是直接产生光子，这 种新的复合途径大幅提高了自发辐射效率【9 】。 5 u c s b 的h c e g e r 研究组发现a u 纳米颗粒和共轭聚合物荧光团之问的能 量转移导致高效的荧光淬灭。这一机制有利于a u 纳米颗粒广泛应用于传感器件 领域【7 4 】。 金属纳米颗粒还在化学催化、表面增强拉曼散射、生物分子显像、以及最近 兴起的等离子激元学( p l 鼬m o n i c s ) 等领域有诸多重要的应用【1 2 】，而且在有些 方面已应用于实际，限于篇幅和学识，此处不再一一列举。 第一章绪论 1 5 本论文的结构 如前文所述，纳米颗粒虽小，但呈现出的光物理性质丰富多彩。在本论文中， 我们主要以超快光谱技术研究以氧化铋为基质的银和铜纳米颗粒复合薄膜的超 快能量弛豫过程和三阶非线性光学性质。全文安排如下：第一章，介绍金属纳米 颗粒复合材料的应用研究和超快电子动力学、三阶非线性光学性质方面的研究概 况；第二章介绍研究中用到的超快实验技术和光学克尔效应的基本原理；第三章 研究分析a g ：b i 2 0 3 纳米复合薄膜的超快能量弛豫过程；第四章研究了a g ：b i 2 伤复 合薄膜的超快0 k e 响应；第五章研究c u ：b i 2 0 ，复合薄膜的超快三阶非线性光学性 质；第六章为全文的总结。 第一章绪论 参考文献 1 徐国财a n d 张立德 绒米复兮杉慰( 化学工业出版社，北京，2 0 0 2 ) 张立德 绒米杉群和缈米缮构( 科学出版社，北京，2 0 0 1 ) 3 v h a l 钯，j y b i g o t b p a l p 卸m b r o y b p m ，e l 卸d a p e 俺z s i d e p e l l d e 嗽o f t l l e 翎e r 韶l 瓠a t i j n 鲫v 盯衄p a r t i c l 部e m b e d d e di nd i e l 洲c m a 埘c e s 却胡耐用笋细厶玎m7 5 ( 2 4 ) ，3 7 9 9 ( 1 9 9 9 ) 4 t vs h a h b a 巧a i i i e p 啪“s ，锄dj y b i 9 0 t s i 狰d e p c n d e n ts u r f 犯ep l 船m o nd y n 锄i c si nm e 叫i 瑚叩a r t i c l 器 脚，f c 讲r f p 黼8 l ( 1 5 ) 3 1 2 0 ( 1 9 9 8 ) 5 c v o i s 氓d c 埘s t 娟l 舾，n d f a t t i ，f v 枷e e ，b p 饽v e l ，e c 舭地j l 肿n e m p e j l 捌1 1 d m b r o y e r s i z e - d e p e n d e n te l e 锄r o n - e l e c t r o ni 1 1 t e 船c t i o n sj nm e t a ln a n 叩a r t i c l e s ，咖，i ，m v f p ，三甜鲫苫8 5 ( 1 0 ) ，2 2 0 0 ( 2 0 0 0 ) 6 a a r b o u e tc v o i s i n ，d c h r i s t o 行l o s ，p l a n g o t n d e lf 甜i ，f v a e e ，j l e m c g c e l e p ，e c o t t a l l c i n ，m g a u d 吼m p e a r i i l ，m b r o y e m m a i l l a r d ，m p p i l e n i ，柚d m t r e g u e r e l e c 仃o n p h o n o ns c a n e r i n gi nm e 伽c l u s t e r s 尸咖，缸口，肋把wk f 地坶9 0 ( 1 7 ) ( 2 0 0 3 ) 7 k n i ，y o i l l 【o a n dt m s u m a 啊0 2f l l m 蛔d e dw 汕s i l v e r 舢姊a n i c l 鹤：c 仃o io fm 枷c 0 1 0 rp h 咖c h 啪i i c b e h a “o f 概口，可船爿埘p 廊册懒衄玎肋唧1 2 6 ( 1 1 ) 3 6 6 4 ( 2 0 0 4 ) y o m 【o t t a 坞u m a t f u j i i k n i ，c n i w a ，y k u b o t a 锄d a f u j i s h i m a m u l t i c o l o u r 曲咖h r o m i 湖o f t i 0 2f i i 脚l d e dw 曲s 订v 盯m n 叩a 而c l e s 朐加朋孤 硫出2 ( 1 ) ，2 9 ( 2 0 0 3 ) 9 k o l 【a m 咖，i n i k i ，a s l a n s e yn a 八l k a w a ，tm u k a i ，柚da s c h e r e r s u r f k e - p l 嬲m o n - e n h 醐c e dl i g h te m i n e 侣h i s e d 锄i n g a nq 眦嘶w e i l s k f “m 朋函州础3 ( 9 ) ，6 0 1 ( 2 0 0 4 ) 1 0 q f z h a n g ，砒m l 沁z q x 眦，j l w us f w 抽g ，d l w 柚岛柚d q h g 0 n g u l t r a to p t i c a lk e r re 廊c to f a 哥b a oc o m p o s 妇t l l i nf i l m s 伽妇d ， 筘蛔上e 舰坩8 2 ( 6 ) ，9 5 8 ( 2 0 0 3 ) 1 6 - 第一章绪论 1 1 m s h u ，h l c h e 珥c h s h ，l s h g ，b r h u 锄g k h c h e | - a n dl c c h p h 咖s e n s i b v eg o l d - n 柚o p a n i c l e 伽b e d d e dd i e l e c m c 岫w i r 既 胁埘t 讹，p ，f 口如5 ( 2 ) ，1 0 2 ( 2 0 0 6 ) 1 2 s e u s t i sa n dm a e i s a y e d w h yg o l dn a n o p a n i d 龉a 托m o 他p 陀c i o 吣t h a np m 时g o l d ：n o b l em e t a ls u 舭 p 1 鼬m o i lr e n a n c ea n di 坞e n h a n c e m 咖o ft | i e 确d i 砒i v e 锄dn r a d i a t i v ep r o p 酬o f n a n o c l y s 诅1 so f d i f l r c i ns h a p e s c 厅删缸日，咖r 卵洒坩3 s ( 3 x2 0 9 ( 2 0 0 6 ) 1 3 u k f e i k g 卸dm 、，o j l m e r 印f f c “，唧e 砌矿胁耐c 船把珊s 曲n g e r s e r i e si nm 啦血l ss c i e l l c e2 5 ( s p t i 噼 b 玎l 氓1 9 9 5 l 1 4 钱士雄卸d 王恭明 班鳍丝冶 邑原理与递属( 复旦大学出版社，上海，2 0 0 1 ) 1 5 c vs h a n k m e a s u r e m 锄t0 f u l 仃a f 如tp h e n o m e n ai nd 博f 锄t o 0 0 n dt h n ed o m a i n 妇月2 1 9 ，1 0 2 7 ( 1 9 8 3 ) 1 6 g le e s l c y o b s e r v a t i o no f n o n e q u i l b u me 1 e c t r o nh e a t i n gi nc o p p 盯 肋瑙泐，皿w e 鲥e 5 1 ( 2 3 ) 2 1 4 0 ( 1 9 8 3 ) 1 7 r w s c h 彻i e 氓w z l i n ，j g f u j i m o t o ，柚d gl e e s l e y f e m t o s e c o n ds t u d i e so f n o n e q u i l i b r j u me l e c t r o n i cp i n c e 潞i nm e 协l s 咖把讲r 即f p w 工甜幼苫5 8 ( 1 6 ) ，1 6 8 0 ( 1 9 8 7 ) 1 8 h e e l s a y e d - a l i ，t b n o m s ，m a p 髂s o t ，锄dq a m o u r o u t i m e 哪l v e do b s e r v a t i o f e l c c 仃彻p h o n o n 他l a ) 【a t i o nmc 叩p 盱 ，枷把甜觑啸刚上删伽5 8 ( 1 2 ) ，1 2 1 2 ( 1 9 8 7 ) 1 9 w s f 柚j i rs t 叫z ，h w k t b m ，鲫dj b o k o r d j r e c tm e 私u m m e mo fn o n e q u i l i b r i 啪e l 臼鲫旧【赋曹yd i s 研b u t i o 惜i l ls u b p i c o s 讲l d l a r - h e 砷c dg o l dm m s 只7 咖缸谢恩v 加上p f 细苫碣( 1 8 ) 2 8 3 4 ( 1 9 9 2 0 r 0 9 i e r h m g r o 锄e v e l d ，r u d o l f s 州k ，锄d a d l a g e n d 独 e 抒b c to fan o n t h e m 塌ie l e c 仃o nd i s 啊b u t i o n m ee l e c 仃伽- p h o n o n 如e i 葛yr e l 删i o n p r o c e 站i nn o b j em e 衄l s 脚f c 口，胄a ，i w 口4 5 ( 9 ) ，5 0 7 9 ( 1 9 9 2 ) c k s 啪，f v a l l e e ，l h a c i 0 1 i ，e p i p p e l l a n dj gf u j i m o t o f 啪t 0 s e c o r l d t i m a b l em e 晒u r c m 曲to f e l e 啪nt h e m a l i 趵t i 鲫i ng o i d ，局瞎缸口，成v 枷口如( 2 0 ) ，1 5 3 3 7 ( 1 9 9 4 ) 一1 7 一 第一章绪论 2 2 s l i l l ( a l i d m a e i s a ”d o p t i c a lp r o p e r t i e s 卸du l i 翔衄d y l 姗i c so f m e t a l l i cn 蛐o c f y s 伽s 彳肋删r 州跏q r p 蜘缸口f 劭伽缸砂5 4 ，3 3 l ( 2 0 0 3 ) 2 3 g v h 捌d c d h e n te x c i 诅t i o no f v i b f 锄i o n a lm o d e sj nm e t 面l j cn a n o p 枷c l 龉 爿肋删胁耙w 矿p 枷删劭硎劬5 7 4 0 3 ( 2 0 0 6 ) 2 4 m p e m p b o s t ，u l e m m gv o l l p l e s 鲫l l ，j f e l d m 锄l l ，u b k m m 部嘣g ，m s c h m j t i a n dh s c h m i d t o 州c a l l yi n d u c e dd a l l l p i n go f t i l es u r f k ep l 嬲m o nf e s o n a l l c ei ng o l dc o l l o i d s p 咖删皿诵m 上鲥p m7 3 ( “) ，2 1 9 2 ( 1 9 9 7 ) 2 5 ，c b a u e lj p a b i d ，卸d h h g i r a u l t h o ta d s o f b a l e i n d i 】c e dr e 如蝴a t i o i lo ft i l ei t 舢lt 1 1 e m l a l i z a t i 蚰o fn 彻e q u 钉i b m 吼 e l e c t f 蚰si na d s o r b a 把c o v e r e dm e t a im n o p 删c l 铭 砌脚甜矿脚f 妇，删缸砂口1 1 0 ( 1 0 ) ，4 5 1 9 ( 2 0 0 6 ) 2 6 j l e h m 籼，m m e r s c h d o 吒w p f e 确魄a 1 1 i o n ，s v b j j 柚dgg e r b e r s u “k ep l 雒m o nd y n a m i c si ns i l v e rn 卸。即时i c i e ss 叫i e db yf e m t o s e c o n dt i m e r e s o l v o d p h o t o e m i s s i o n 脚缸口fr n 瞻w 上p 甜郇8 5 ( 1 4 ) ，2 9 2 1 ( 2 0 0 0 ) 2 7 j l e h m 锄n ，m m e r s c m o 吒w p f c i 毹la 1 1 1 0 n ，s v o l l ，a i l dgg e r b e r s i l v e rn a l l o p 删c l e s 彻g m t es t u d i e db yf e r n t o s e c o n dt i m e _ r e s o l v e dm u i t i p h o t o n p h o t o e m i s s i o n 山m ，m 蛔fp 岫伽1 1 2 ( 12 ) 5 4 2 8 ( 2 0 0 0 ) 2 8 q d a m g a lwq i a n ，m a e l s a y e d ，卸dm p p i i c n i s i 髓d e p e n d e n tu l t i a 觚e l 咖n i c 锄e r 甜r c l a x a t j o n 锄de n h a n c e dn u o 鹏w e n o f c o p p e rn a n o p 枷c l 面 ，9 中细，i 耐c 饥m 扫砂占1 1 0 ( 1 ) ，1 4 3 ( 2 0 0 6 ) 2 9 m b m o h 锄e d ，t - s a 岫a d i ，s l i l l l 【 m b r a u l i ，锄d m a e l s a y e d h o te l e c t r o na n dp h o nd y n a m i c so fg o l dn 锄o p 翻i c 虹e m t 嘲d e d nag e lm 稚奴 锄缸讲叻g 蛔缸舯 3 4 3 ( 1 - 2 ) ，5 5 ( 2 0 d 1 ) 3 0 e d b e l o t s k 珏柚dp m t o 忸c h u k s u r f 犯e l e c 仃o np h o l l o ne n e r 甜e x c h a n g ei ns m a m e t a l l i cp a n i c i 船 鲰删f 0 耐乃t 耐觑删r w 洒7 3 ( 5 ) ，9 5 5 ( 1 9 9 2 ) 3 1 m n i s o l i ，s s 伍g i 马s d e s i i v e 刚，a s t e 眠p 1 始n 呲pc l l e y s s a c ，8 n d 凡k o 蚰锄 u l t r a 触e l i cd y n 帅j c si ns o l i da i l d1 j q u i dg a l l i 呦n 锄o p a r t i c l e s ，枷妇，皿w 口f 娜7 8 ( 1 8 ) ，3 5 7 5 ( 1 9 9 7 ) 3 2 j h h o d a ka h e n g i e i l l ，柚dg v h a r t l a l l d e i e c 仃o n p h c o u p l i n gd y 咖i c si nv e r ys m a n ( b c “黜2 柚d8 咖d i 锄e t e r ) a u 1 8 第章绪论 n o p a n i c l e s 乃m 耐0 ，缸谢只伽蛔“2 ( 1 3 ) 5 9 4 2 ( 2 0 0 0 ) 3 3 j yb i 9 0 t ，v h a l t e ，j c m e r l e ，a 1 1 d a d 哪l o i s e l h d nd y n 锄i c si nm e t a l l i cn 柚o p a r t i c l 嚣 懒删胸口衙2 5 1 ( 1 - 3 ) ，1 8 i ( 2 0 0 0 ) 3 4 m j f e l d s t e 巩c d k e 撕n g ，y h l a i i m j n a t a t l ，锄d n f s c h 唧 e l e c 仃o i l i c 他l a x a t i d y n 枷i c si nc o 叩l e dm e 叫n 卸o p a n i c 慨 乃柳嘏，船一m e 啦删c j 删删删缈1 1 9 ( 2 8 ) ，6 6 3 8 ( 1 9 9 7 ) 3 5 & w b o y d 物雅落璐b 钟q 呻b ( a 础m i cp 姥龉，n e w m 溅1 9 9 2 ) 3 6 y r s h e n 砌p n 伽印k 矿 锄n m 印船( j o l l i l w i l e y & s s ，n e w y o i l 【1 9 s 4 ) 3 7 w s c h r o es r o z o u v 锄，e v a nk e u 啪，d h o 丌l ，j s c h m i t t ，卸dg d e c h 盯 n 1 n e a r 叩t i c a lp r o p en i e so fp o l y e l e c t r 0 1 y t et h i nf i l m sc o n t a i n j n gg o l dn 卸0 p a n i c l 豁 i n v e s t i g a l c db yw a v e l 舶g c hd i s p e r s i v ef e m t o s e c o n dd e g e 豫t e f o u rw a v em i x i n g ( d f w m ) 咖伽删朋缸订f a bl o ( 4 ) ，3 3 8 ( 1 9 9 8 ) 3 8 d r i c a r d ，p h r o i l s s i 印o l ，a | 1 dc h lf l 归n i s s l l r f a c e _ m e d i a i e de n h 觚c e m e n to f o p t i c a lp h a s ec o n j u g a t i o ni nm e t a lc o o i 出 q 埘。三p 黼1 0 ( 1 0 ) ，5 l l ( 1 9 8 5 ) 3 9 ， f h a c h e ，d r i c a r d ，a n dc h lf 1 ”z a n i s o _ p t i c a l n o n l i n e 撕t i e so f 湖a m e t a l p a r t i c l e s 删【r f h c e - m e d i a t c dr e n a r l c e 锄d q m t ms j e 伍：c t s 乃耐t 妇印f 删肋咖q 翻m e 廊口口q 口删， 筘协3 ( 12 ) ，1 6 4 7 ( 1 粥6 ) 4 0 f h h e d r i c a r d ，c hf i y t 2 舶i s 柚d u k m i b i g t h eo p t i c a lk e r re 岱硪i ns 蝴um e t a lp 积i c l e sa n dm e 协lc o l l o i 出：1 1 l cc a o f g o l d 4 略矧只啪蛔4 勘触d & 咖4 7 ，3 4 7 ( 1 9 8 3 ) 4 1 m j b i m j w h a 璐，柚dp r a s h l e y d e g e n 眦f o u r - w a v em i x i l l gi nc o o i d a lg o 】d 雒af h n c 廿o f p 棚c l es i 髓 j o l n l 口l 耐t ho p t i c ds o c i e 哆对a m e r i c 4b o p 靠c 越p h 筘i c s1t ，1 9 0u 1 9 9 4 2 r f h a 9 1 u n d l y - 锄睇r h m a g r u d c r j e w i t t i k b e c k e r 卸d r a z l | l l r p c e c dn 伽l i n e 计o p t i c a l r c s p o l o f ac u - s i l 池n 柚0 c l l l s t e rc o m p h 劬上p 黼1 8 ( 5 ) ，3 7 3 ( 1 9 9 3 ) 4 3 k u c h i d a s k a n e k o s o m lc h a t a ，h n m j ya 鞠l 埘氇a j i k u s h i m a ，t t i ) k i 盟“， a n da n a k a m u r a o p t i c a ln o n l i m 缸i t i 0 fah i 曲- c o n c e n 臼a t - o fs m a l lm c t a i 晰i c l 岱d i s p e r 辩di n 1 9 第一章绪论 4 4 g 1 a s s - c o p p e r ds i l v e r 晰i c l 乃聊耐d ，咖恻5 砌哪研眺口里印f 妇f ，枷船1 1 ( 7 ) ，1 2 3 6 ( 1 9 9 4 ) l 、r 舡哆k b c c k 盯，f m s m i m ，rh - m a g n l d e f h a g i u n d ，l y a n g ，凡 d o 培i i l v i l l e ，r r a l f h n o ，锄dr a z u l l r s 泣ed e p e n d 朗c eo f 吐瞎3 r d o f d e rs l i s c e 两b i l 时o f c o p p e rn 锄o c l u s t e 体i n v e s t i g 砷e d 坶舢w a v e - m i x i n g 面“m 甜衲p 印f 删跏 缈q 似m 酬啪p 出耐烈筘细1 l ( 3 ) 4 5 7 ( 1 9 9 4 ) 4 5 p c h a k m b o 啊 m e t a ln 柚o c l l l s t e r si ng i a 嚣e s 船n o n i i n e a rp i l o t o i l i cm 砷喇a l s 乃耐膨棚诎泐w3 3 ( 9 ) ，2 2 3 5 ( 1 9 9 8 ) 4 6 ，h b l i ，r f x i ，j s f u ，p y i l g k ，l w b n g a n dp s h e n g l a 毽et h i r d _ o r d e ro p t i c a ln o m i n e 撕t yi i la u ：s i 0 2 鲫n p o s - t ef i l 王t i s 盯惋p e 比d a l i 彻 t l l r e s h o l d 4 日胡耐用孵蛔上耐哪7 0 ( 1 ) ，l ( 1 9 9 7 ) 4 7 h b l i a o ，r f x i a o ，j s f t l a n d g k l w b n g l a 唁et h 硼- o r d e rn o n l i n c a ro p t i c a ls 懈c e p t i b i l n yo f a u a 1 2 0 3c o m p o s t ef i l m sn e a rt 1 1 0 r e s o n a n t 疗明n c y 卸p l i e dp 砸i c sb l e r s d 鲫 c s6 s 婢s ) ，3t 、9 9 4 8 h b l i ，w j w e n ，g k l w o n g ，a n d g z y a n g o p t i c a ln o n l i n e a 岫o f n 锄o c r y s t a l j j n ea u z n oc o m p o s t i t ef i l m s 蛳三砌m2 8 ( 1 9 ) ，1 7 9 0 ( 2 0 0 3 ) 4 9 f h b l i a o ，w j ，w 翻，a n d g k l w o n g p r e p a r a t i o na r i do p t i c a lc h a 馏咖r i z a t j o no fa 吣i 0 2c o m p o s i l en l m sw mm u l t i l a y e r s u c t u r e 砌耐q 翻船阮d ，哟瞪细9 3 ( 8 ) ，4 4 8 5 ( 2 0 0 3 ) 5 0 h b l i 媳w x l l l ，s w y l i ，w j w 砜a n d g k l w g o p d c a lc l l a 瑚c t e 订s t i c so f g o l dn 柚o p a r t i c l e - d o p e dm u h i l a y e rt l l i nf i l m 囊m 积觑删鼢j 缈咖4 m 妇孓删确# ；2 2 鼽1 9 2 3 ( 2 0 0 5 ) 5 1 h i 町e ，k t a 帕k a ，i 1 - 柚a l l a s h i ，a n dk h i m o f 锄n o s e c 锄do p i i c a ik e ”e 行醣“nt l l eg o l d 瑚【f l o p a r t i c l es y g t e l n 却册船p 妇柳耐矿4 印，训只咖细，们2 己8 黼3 7 ( 1 2 b ) ，l 1 5 2 0 ( 1 9 9 8 ) 5 2 h i 唧e ，k t a n a l a ，i t 抽a h 鹳l l i ，t h a t t o r i ，锄dh n a l 【a 协i i l c a u i t f a 矗s to p t i c a is w i t c i 订n gi na s i l v e r n o p a r t i c l es y s i e m j 叩蝴e s ej d m 埘a p p l i e dp h y s i c sp 口r t1 - r e g l l l 甜p 印e r ss h o nn o t e s & r e 、i 州 j p 印3 9 ( 9 a ) ，5 1 3 2 ( 2 0 0 0 ) 5 3 yh 枷跏a k a a n a k 锄u r a s o l n i ，n d e lf a t t i ，fv a l l e e 卸dc f i 阚i s u l 缸f 缸tr 髓p o n 辩o f n o n l i n e 甜r e f t i v ei n d e xo f s i l v e rf 城f 1 0 c r y s t a l se m b e d d c di n 羽勰s 2 0 - 第一章绪论 4 脚耐脚，细厶黼7 5 ( 1 2 ) ，1 7 1 2 ( 1 9 9 9 ) 5 4 y h a m m l a k a k f 1 l l