March 9, 2012

RESONANTLY ENHANCED OPTICAL NONLINEARITY IN HYBRID SEMICONDUCTOR QUANTUM DOT - METAL NANOPARTICLES STRUCTURES

 
"Resonantly enhanced optical nonlinearity in hybrid semiconductor quantum dot - metal nanoparticle structures". M. Fu, K. Wang, H. Long, G. Yang, P. Lu, F. Hetsch, A. S. Susha, A. L. Rogach. APPLIED PHYSICS LETTERS 100, 063117 (2012). DOI: 10.1063/1.3683548

The optical nonlinearity of hybrid structures composed of CdTe quantum dots and periodical particle array of gold is studied using Z-scan method. The optical nonlinearity is dramatically affected by the interaction between exciton in CdTe quantum dots and surface plasmons in Au periodical particle array. When the Au surface plasmon is tuned to be in resonance with the exciton transition in CdTe quantum dots, the largest nonlinear refractive index and the smallest two-photon absorption coefficient, n2 = −0.53 cm2/GW and β = 25 cm/GW, which are about 8 times larger and 50 times smaller than that of bare CdTe quantum dots, can be achieved.

Se estudia, mediante el método Z-scan, la no linealidad óptica de las estructuras híbridas compuestas de puntos cuánticos de CdTe y de un arreglo periódico de partículas de oro. La no linealidad óptica se afecta drásticamente por la interacción entre los excitones de los puntos cuánticos de CdTe y los plasmones de superficie en los arreglos periódicos de partículas de Au. Cuando el plasmón de superficie del Au se sintoniza para estar en resonancia con el excitón de transición de los puntos cuánticos de CdTe, se obtienen los índices de refracción no lineales más grandes y los menores coeficientes de absorción a dos fotones, n2 = −0.53 cm2/GW and β = 25 cm/GW, los cuales son, respectivamente, cerca de 8 veces mayores y de 50 veces menores que los de los puntos cuánticos de CdTe desnudos.

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