Оптические и полупроводниковые свойства гибридных нанокомпозитов

Гибридным полимер-неорганическим нанокомпозитам свойственно уникальное сочетание оптических и полупроводниковых свойств, связанное с чувствительностью плазмонных колебаний (частоты, интенсивности, формы и ширины полосы) не только к природе матрицы и морфологии нанокомпозита, но и к размерам наночастиц. При уменьшении линейных размеров частиц полупроводника до величин, сопоставимых с длиной волны электрона, существенно изменяется характер взаимодействия электронной и атомной подсистем, и это находит отражение в квантоворазмерных эффектах: нелинейно-оптические эффекты, удвоение частоты падающего излучения (генерация второй гармоники), «голубой сдвиг» экситонной полосы поглощения и др. Способность таких нанокомпозитов образовывать пленки и легкость их обработки позволяют изготавливать из них диспергирующие оптические элементы, полосовые светофильтры и другие качественные тонкопленочные покрытия (толщиной всего ~5 ... 20 нм), которые находят применение в оптоэлектронике.

Почти для всех материалов такого рода характерна нелинейность оптических свойств, проявляющаяся в значительном усилении локального электрического поля световой волны. Она количественно характеризуется восприимчивостью третьего порядка, нелинейными показателями преломления, нелинейным абсорбционным коэффициентом. Эти эффекты широко используют в спектроскопической практике. Особенно это относится к золь-гель-стеклам на основе CdS и наногибридным нанокомпозитам на основе полимеров и Si0₂ (или V₂0₅), пленкам Ленгмюра-Блоджетт и др. Если размеры полупроводниковых НРЧ в матрицах намного меньше длины волны возбуждающего поля(« А,/20), нелинейные оптические свойства проявляются в том, что в нанокомпозитах возникают «квантовые точки» (квантовоточечные полимеры). Существует связь между длиной волны возбуждаемого излучения и размерами наночастиц. Возможно применение нанокомпозитов такого типа в качестве активных слоев светоизлучающих диодов.