УДК 535(06)+004(06) А.С. ШЕВЧУК, Н.В. ЧЕРНЕГА, А.Д. КУДРЯВЦЕВА Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Москва НИЗКОЧАСТОТНОЕ ВЫНУЖДЕННОЕ КОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА В НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ Представлены экспериментальные исследования взаимодействия импульсного лазерного излучения с различными типами тонких пленок. Были исследованы поликластерные алмазные пленки, пленки нитрида алюминия (AlN) и пленки оксида индия и олова (ITO). Спектральные особенности рассеянного света определяются структурой образцов. Наноструктурированные материалы обладают большим разнообразием возможных применений. Распространение электромагнитных волн в таких системах приводит к ряду интересных явлений, особенно в случае, когда длина волны сравнима с размерностью наноструктуры. Усиление электромагнитного поля вблизи наноразмерных объектов, формирование фотонной запрещенной зоны, снижение групповой скорости волн, локализация фотонов и многие другие явления представляют большой научный интерес. Как и электромагнитные волны, акустические волны демонстрируют ряд новых явлений при распространении в среде, состоящей из структурных неоднородностей с размерами порядка длины акустической волны [1]. При типичных размерах неоднородностей (стержни, шарики и т. д.) в несколько сотен нанометров акустические волны соответствует гиперзвуку. Для наноструктурированных материалов с различной структурой акустическое возбуждение неоднородностей может привести к низкочастотному комбинационному рассеянию мод, подчиняющихся переходным правилам отбора. Низкочастотное КР в полупроводниковых, диэлектрических и металлических нанообъектах [2-5] дает важную информацию об их колебательной динамике. Сдвиг частоты рассеянного света определяется собственными частотами структурных неоднородностей. Целью данной работы было реализовать вынужденное рассеяние света, вызванное взаимодействием лазерного излучения с локализованными акустическими модами структурных неоднородностей. Исследовались поликластерные алмазные пленки, пленки нитрида алюминия (AlN) и пленки оксида индия и олова (ITO). Все эти материалы можно охарактеризовать средними размерами структурных неоднородностей, которые определяются условиями роста. Размеры неоднородностей – порядка нескольких сотен нанометров (от 900 нм до 1000 нм), что соответствуют акустическим частотам, лежащим в гигагерцевом диапазоне. При возбуждении гигантским импульсом рубинового лазера ( = 694.3 нм, = 20 нс, Emax = 0.3 Дж., Δν = 0.015 см-1) при достижении порога в спектре света, прошедшего через образец и отраженного от образца, наблюдались дополнительные спектральные компоненты, смещенные от лазерной линии на несколько десятых см-1. Во всех исследованных образцах было зарегистрировано вынужденное рассеяние света, вызванное взаимодействием лазерного излучения с акустическими колебаниями доменов с размерами порядка нескольких сотен нанометров. Увеличение среднего размера структуры образца приводило к одновременному уменьшению сдвига частот волн, рассеянных в прямом и обратном направлениях. Высокая эффективность преобразования, имеющая место для всех исследованных образцов (от 10% до 20% в зависимости от образца), соответствует высокой эффективности возбуждения гиперзвука. Структура образцов определяет количество и значения акустических резонансов, которые могут быть возбуждены, и если эти моды подчиняются правилам отбора, их можно наблюдать в виде низкочастотного комбинационного рассеяния, а при определенных условиях реализуется режим вынужденного рассеяния света. Большое количество наноструктурных пленок с различной структурой дает возможность экспериментальной реализации когерентного источника света с различными сдвигами частот, лежащими в гигагерцевом диапазоне, который может быть использован для бигармонической накачки в задачах спектроскопии. Список литературы 1. E.N. Economou, R.S. Penciu Phonons and Phononic Gaps in Continuous Inhomogeneous Media, Lect. Notes Phys., 630, 175-186 (2003). 2. E. Duval, A. Boukenter, B. Champagnon Vibration Eigenmodes and Size of Microcrystallites in Glass: Observation by Very-Low-Frequency Raman Scattering, Phys. Rev. Lett. 56, 2052-2055 (1986). 3. P. Verma, W. Cordts, G. Irmer, J. Monecke Acoustic vibrations of semiconductor nanocrystal in doped glasses, Phys. Rev. B 60, 5778-5785 (1999). 4. A. Tanaka, S. Onari, T. Arai Low-frequency Raman scattering from CdS microcrystals embedded in a germanium dioxide glass matrix, Phys. Rev. B 47, 1237-1243 (1993). 5. L. Saviot, B. Champagnon, E. Duval, I.A. Kudriavtsev, A.I. Ekimov, Size dependence of acoustical and optical vibrational modes of CdSe nanocrystals in glasses J. Non-Cryst. Solids 197, 238-246 (1996).