The effect of surface plasmon-polaritons on the photostimulated diffusion in light-sensitive Ag–As₄Ge₃₀S₆₆ structures

• Опубліковано в: : Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics
• Дата: 2021
• Автори: Indutnyi, I.Z., Mynko, V.I., Sopinskyy, M.V., Dan’ko, V.A., Lytvyn, P.M.
• Формат: Стаття
• Мова: Англійська
• Опубліковано: Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України 2021
• Теми: Optics
• Онлайн доступ: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/216292
• Назва журналу: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Цитувати: The effect of surface plasmon-polaritons on the photostimulated diffusion in light-sensitive Ag–As₄Ge₃₀S₆₆ structures / I.Z. Indutnyi, V.I. Mynko, M.V. Sopinskyy, V.A. Dan’ko, P.M. Lytvyn // Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics. — 2021. — Т. 24, № 4. — С. 436-443. — Бібліогр.: 29 назв. — англ.

The effect of surface plasmon-polaritons (SPPs) excited at the interface between the profiled surface of the silver layer (in the form of a diffraction grating) and the Ag–As₄Ge₃₀S₆₆ layer on the photostimulated diffusion of silver into chalcogenide has been studied. The gratings with the period = 519 nm and modulation depth / ≈ 0.037 (where is the grating depth) were formed on chalcogenide photoresist films by using interferential lithography and covered with the 80-nm-thick aluminum layer, 85-nm-thick silver layer, and thin Ag–As₄Ge₃₀S₆₆ layer. Photostimulated changes in this structure were studied by measuring the angular dependences of specular reflection (ₚ) of p-polarized light with the wavelength 632.8 nm. It was found that, as a result of exposure, “degradation” (broadening, increase in reflection at the minimum) of the minimum in the angular dependence of ₚ (which is associated with the SPP resonance) occurs faster when the samples are irradiated at the angle corresponding to SPP excitation. This observation indicates acceleration of the photostimulated diffusion process in this structure under the plasmon field action. Досліджено вплив поверхневих плазмон-поляритонів (ППП), збуджених на межі поділу між профільованою поверхнею шару срібла (у вигляді дифракційної решітки) та шаром As₄Ge₃₀S₆₆, на фотостимульовану дифузію срібла у халькогенід. Решітки з періодом = 519 нм і глибиною модуляції / ≈ 0,037 (де – глибина решітки) були сформовані на халькогенідних плівках фоторезисту за допомогою інтерференційної літографії та покриті шаром алюмінію товщиною 80 нм, шаром срібла 85 нм і тонким шаром As₄Ge₃₀S₆₆. Досліджено фотостимульовані зміни цієї структури шляхом вимірювання кутових залежностей дзеркального відбиття (ₚ) p-поляризованого світла з довжиною хвилі 632,8 нм. Було виявлено, що в результаті опромінення «деградація» (розширення, збільшення відбиття в мінімумі) мінімуму в кутовій залежності ₚ (яка пов’язана з резонансом ППП) відбувається швидше, коли зразки опромінюються під кутом, при якому збуджується ППП. Це спостереження свідчить про прискорення процесу фотостимульованої дифузії в цій структурі під дією плазмонного поля.