vestifmИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-математических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physics and Mathematics Series1561-24302524-2415The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"vestifm-253Research ArticleФИЗИКАPHYSICSСПЕКТРАЛЬНО-ВРЕМЕННАЯ ДИНАМИКА НЕСТАЦИОНАРНОГО ПОГЛОЩЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ПЛАЗМОННЫХ НАНОСТРУКТУРSPECTRAL-TEMPORAL DYNAMICS OF TRANSIENT ABSORPTION OF MULTILAYER PERIODIC PLASMONIC NANOSTRUCTURESБугановО. В.BuganovO. V.

кандидат физико-математических наук, заместитель заведующего лабораторией физики инфракрасных лучей

Ph. D. (Physics and Mathematics), Deputy Head of the Laboratory of Physics of Infrared Rays

o.buganov@ifanbel.bas-net.byЗамковецА. Д.ZamkovetsA. D.

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории физики инфракрасных лучей

Ph. D. (Physics and Mathematics), Senior Researcher of the Laboratory of Physics of Infrared Rays

a.zamkovets@dragon.bas-net.byПонявинаА. Н.PonyavinaA. N.

доктор физико-математических наук, доцент, главный научный сотрудник лаборатории физики инфракрасных лучей

D. Sc. (Physics and Mathematics), Associate Professor, Chief Researcher of the Laboratory of Physics of Infrared Rays

ponyavin@imaph.bas-net.byТихомировС. А.TikhomirovS. A.

доктор физико- математических наук, член-корреспондент, заведующий лабораторией физики инфракрасных лучей

D. Sc. (Physics and Mathematics), Corresponding Member, Head of the Laboratory of Physics of Infrared Rays

s.tik@ifanbel.bas-net.byМыньФам ХонMinhPham Hong

кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией

Ph. D. (Physics and Mathematics), Head of the Laboratory

phminh@iop.vast.ac.vnБыньНгуен ТанBinhNguyen Thanh

профессор

Professor

ntbinh@gmail.comХунгНгуен ДайHungNguyen Dai

профессор

Professor

daihung@iop.vast.ac.vnИнститут физики им. Б. И. Степанова Национальной академии наук БеларусиB. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences of BelarusИнститут физики Вьетнамской академии наук и технологийInstitute of Physics, Vietnam Academy of Science and Technology201706082017028290Copyright © Буганов О.В., Замковец А.Д., Понявина А.Н., Тихомиров С.А., Мынь Ф., Бынь Н., Хунг Н., 20172017Буганов О.В., Замковец А.Д., Понявина А.Н., Тихомиров С.А., Мынь Ф., Бынь Н., Хунг Н.Buganov O.V., Zamkovets A.D., Ponyavina A.N., Tikhomirov S.A., Minh P., Binh N., Hung N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestifm.belnauka.by/jour/article/view/253

Изучены особенности наведенных изменений в спектрах оптической плотности многослойных наноструктур Ag-Na3 AlF6 при их возбуждении фемтосекундными лазерными импульсами в полосе плазмонного поверхностного резонанса поглощения (ППРП). Зарегистрирована зависимость амплитуды наведенных изменений в области ППРП от толщины диэлектрических пленок Na3 AlF6 , разделяющих монослои наночастиц серебра. Обнаружено существенное увеличение амплитуды оптического отклика (до 80 %) для наноструктуры с четвертьволновыми прослойками Na3 AlF6 . Характеристические времена релаксации наводимых изменений при энергиях возбуждения 5–10 мкДж для наноструктур с различной толщиной диэлектрических прослоек Na3 AlF6 практически не изменяются, составляют ~2 пс и совпадают с временными параметрами кинетического отклика, характерными для используемого монослоя наночастиц Ag. 

The features of the induced changes in the optical density spectra of multilayer Ag-Na3 AlF6 nanostructures under a femtosecond laser pulses exitation in the band of surface plasmonic resonance of absorption (SPRA) were studied. The dependence of the amplitude of the induced changes on the thickness of the dielectric Na3 AlF6 films separating the monolayeres of silver nanoparticles was registered. A significant increase of the optical response amplitude (up to 80 %) was found for the nanostructures with the quarter-wavelength Na3 AlF6 interlayers. For nanostructures with different-thickness dielectric Na3 AlF6 interlayers the characteristic relaxation times of induced changes at an excitation energy of 5–10 μJ do not practically vary, are equal to ~2 ps and coincide with the kinetic response time parameters of the used silver nanoparticle monolayers. 

ультракороткие лазерные импульсыдинамика электронных возбужденийплотноупакованные наноструктурыповерхностный плазмонный резонансultrashort laser pulsesdynamics of electronic excitationsdensely packed nanostructuressurface plasmonic absorption resonanceReferencesElectron dynamics in metallic nanoparticles / J.-Y. Bigot [et al.] // Chem. Phys. – 2000. – Vol. 251, № 1/3. – P. 181–203.Bigot J.-Y., Halte V, Merle J.-C., Daunois A. Electron dynamics in metallic nanoparticles. Chemical Physics, 2000, vol. 251, no. 1–3, pp. 181–203. Doi: 10.1016/s0301-0104(99)00298-0Link, S. Optical Properties and Ultrafast Dynamics of Metallic Nanocrystals / S. Link, M. A. El-Sayed // Annu. Rev. Phys. Chem. – 2003. – Vol. 54, № 1. – P. 331–366.Link S., El-Sayed M. A. Optical Properties and Ultrafast Dynamics of Metallic Nanocrystals. Annual Review of Physical Chemistry, 2003, vol. 54, no. 1, pp. 331–366. Doi: 10.1146/annurev.physchem.54.011002.103759Femtosecond transient absorption dynamics of closed-packed gold nanocrystal monolayer arrays / S.-K. Eah [et al.] // Chem. Phys. Lett. – 2004. – Vol. 386, № 4/6. – P. 390–395.Eah S.-K., Jaeger H. M., Scherer N. F., Lin X.-M., Wiederrecht G. P. Femtosecond transient absorption dynamics of closed-packed gold nanocrystal monolayer arrays. Chemical Physics Letters, 2004, vol. 386, no. 4–6, pp. 390–395. Doi: 10.1016/j.cplett.2004.01.056Drastic reduction of plasmon damping in gold nanorods / C. Sonnichsen [et al.] // Phys. Rev. Lett. – 2002. – Vol. 88, № 7. – P. 077402–077404.Sonnichsen C., Franzl T., Wilk T., Von Plessen G., Feldmann J. Drastic reduction of plasmon damping in gold nanorods. Physical Review Letters, 2002, vol. 88, no. 7, pp. 077402–077404. Doi: 10.1103/physrevlett.88.077402Teperik, T. Radiative decay of plasmons in a metallic nanoshell / T. Teperik, V. Popov, F. J. Garcia de Abajo // Phys. Rev. B. – 2004. – Vol. 69, № 15. – P. 155402–155407.Teperik T., Popov V., Garcia de Abajo F. J. Radiative decay of plasmons in a metallic nanoshell. Physical Review B, 2004, vol. 69, no. 15, pp. 155402–155407. Doi: 10.1103/physrevb.69.155402Kachan,S. M. Spectral properties of close-packed monolayers consisted of silver nanospheres / S. M. Kachan, A. N. Ponyavina// J. Phys.: Cond. Mater. – 2002. – Vol. 14, № 1. – P. 103–111.Kachan S. M., Ponyavina A. N. Spectral properties of close-packed monolayers consisted of silver nanospheres. Journal of Physics: Condensed Matter, 2002, vol. 14, no. 1, pp. 103–111. Doi: 10.1088/0953-8984/14/1/309Ultrafastspectral dynamics and electric properties of Cu/SiO2 nanocomposites around the percolation threshold / O. V. Bu ganov [et al.] / Proc. of 17th Int. Symp. “Nanostructures: Physics and Technology (NANO-2009)”. – Minsk, 2009. – P. 93–94.Buganov O. V., Kachan S. M, Ponyavina A. N., Svito I. A., Fedotova J. A., Fedotov A. K., Tikhomirov S. A. Ultrafast spectral dynamics and electric properties of Cu/SiO2 nanocomposites around the percolation threshold. Proceedings of 17th International Symposium “Nanostructures: Physics and Technology (NANO¬2009)”. Minsk, 2009, pp. 93–94.Dynamics of electron excitations in densely packed plasmonic Ag/Na3AlF6 nanostructures under pulsed laser action / O. V. Buganov [et al.] // J. Appl. Spectrosc. – 2011. – Vol. 78, № 5. – P. 686–691.Buganov O. V., Zamkovets A. D., Ponyavina A. N., Tikhomirov S. A., Baran L. V. Dynamics of electron excitations in densely packed plasmonic Ag/Na3AlF6 nanostructures under pulsed laser action. Journal of Applied Spectroscopy, 2011, vol. 78, no. 5, pp. 686–691. Doi: 10.1007/s10812-011-9518-6Properties of nanogranular metal–dielectric composites in strong electric fields and the cluster electronic states / L. V. Lutsev [et al.] // Phys. Solid State. – 2005. – Vol. 47, № 11. – P. 2169–2179.Lutsev L. V., Kopytin M. N., Sitnikov A. V., Stogney O. V. Properties of nanogranular metal-dielectric composites in strong electric fields and the cluster electronic states. Physics of the Solid State, 2005, vol. 47, no. 11, pp.2169–2179. Doi: 10.1134/1.2131164Kachan, S. M. Spectral characteristics of confined photonic and plasmonic nanostructures / S. M. Kachan, A. N. Ponyavina // Proc. SPIE. – 2002. – Vol. 470. – P. 588–593.Kachan S. M., Ponyavina A. N. Spectral characteristics of confined photonic and plasmonic nanostructures. Proceedings SPIE, 2002, vol. 470, pp. 588–593.Optical spectra of metal-dielectric nanocomposites with a layered subwave structure / A. D. Zamkovets [et al.] // J. Appl. Spectrosc. – 2003. – Vol. 70, № 4. – P. 593–598.Zamkovets A. D., Kachan S. M., Ponyavina A. N., Sil’vanovich N. I. Optical spectra of metal-dielectric nanocompo- sites with a layered subwave structure. Journal of Applied Spectroscopy, 2003, vol. 70, no. 4, pp. 593–598. Doi: 10.1023/A:1026110817465Stsiapura, V. I. Charge transfer process determines ultrafast excited state deactivation of thioflavin T in low-viscosity solvents/ V. I. Stsiapura [et al.] // J. Phys. Chem. A – 2010. – Vol. 114, № 32. – P. 8345−8350.Stsiapura V. I., Maskevich A. A., Tikhomirov S. A., Buganov O. V. Charge transfer process determines ultrafast excited state deactivation of thioflavin T in low-viscosity solvents. The Journal of Physical Chemistry A, 2010, vol. 114, no. 32, pp. 8345−8350. Doi: 10.1021/jp105186z

The authors declare that there are no conflicts of interest present.