Обнаружение осцилляций гигантского усиления интенсивности рамановского рассеяния света в периодических плазмонных структурах в зависимости от толщины металлического слоя Текст научной статьи по специальности «Физика»

Обнаружение осцилляций гигантского усиления интенсивности рамановского рассеяния света в периодических плазмонных структурах в зависимости от

толщины металлического слоя

Т.Д.Рудаков, А.С.Астраханцева,* С.М.Макаровская, В.В.Соловьев, И.В.Кукушкин

ИФТТРАН им. Ю.А. Осипьяна, 142432, Московская обл., Черноголовка, ул. Академика

Осипьяна, д.2

*яе^еепкоуа. anka@ma.il. ги

Хорошо известно, что в однородных металлических пленках невозможно наблюдать эффект гигантского усиления интенсивности неупругого рассеяния света (БЕКБ-эффект), что связано с невозможностью возбудить светом плазменные волны в пленке, поскольку нельзя выполнить требования законов сохранения энергии и импульса. Однако, если в металлической пленке сделать, например, периодическую структуру отверстий, то в этом случае плазменные волны можно возбуждать и при этом их волновой вектор будет определяться периодом системы отверстий. Нами было показано, что в металлических пленках с периодическими отверстиями (размер квадратного отверстия составлял половину периода, см. рис.1а) наблюдается эффект гигантского усиления интенсивности неупругого рассеяния света, причем коэффициент усиления значительно зависит от толщины металла (серебра). Обнаружено, что при изменении толщины серебряной пленки в диапазоне от 5 нм до 145 нм наблюдаются сильные осцилляции коэффициента усиления, амплитуда которых достигает 30 раз (см. рис. 2). Показано, что обнаруженные осцилляции зависят от периода исследованных структур и длины волны лазера. Обнаруженные осцилляции объясняются в терминах резонансного возбуждения стоячих плазменных волн в металлических пленках. При этом важным фактором является то, что скорость и дисперсия плазменных волн сильно зависят от толщины металлической пленки. Исследован также обратный случай периодических структур с металлическими квадратиками, размер которых равен половине периода структуры (рис. 1б), и показано, что и в этом случае наблюдаются осцилляции гигантского усиления интенсивности неупругого рассеяния света от толщины металла.

Рис. 1. Фотографии плазмонных структур с отверстиями (сверху) и квадратиками (снизу).

1000

=3 03

£ 500 ф

с

Ьаэег 1064 пт

О репоС 532 пт 0 1 о /\

/ о О / О / о о Л ?' ° 9 \ о Г

До О о N О \1 о г о

20 40 60 80 100 120 140

Ад-Шюкпевв (пт)

Рис. 2. Зависимость интенсивности БЕЯБ-сигнала от толщины металлической пленки.

0

0