Abstract

Mesoporous silica thin films loaded with gold nanoparticles are synthesized in the presence of EO<sub>20</sub>PO<sub>70</sub>EO<sub>20</sub> (P123). Transmission electron microscope images show that the matrix of the nanocomposite is an ordered porous structure with a two-dimensional hexagonal phase. The wide-angle X-ray diffraction pattern implies that the nanocomposite contains gold crystals. These metallic nanoparticle-embedded solid thin films show some linear and nonlinear optical properties due to their special structure and composition. Gold nanoparticles bring about surface plasmon resonance, and an absorption peak stemming from this effect has been observed. The linear absorption property is analyzed by a quantum mechanism, and the results show that it is in°uenced by the size and volume fraction of gold nanoparticles. Furthermore, it shows an obviously clear nonlinear optical property measured by the <i>z</i> -scan technique. The magnitude of the nonlinear refractive index of the nanocomposite is estimated to be about 10<sup>-10</sup> cm<sup>2</sup>/W.

© 2012 Chinese Optics Letters

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. H. Fan, K. Yang, D. M. Boye, T. Sigmon, K. J. Malloy, H. Xu, G. P. Lopez, and C. J. Brinker, Science 304, 567 (2004).
  2. X. Zhang, Y. Chi, J. Fang, H. Zhong, S. Chang, L. Fang, and S. Qin, Phys. Lett. A 374, 4880 (2010).
  3. X. Zhang, W. Wu, J. Wang, and X. Tian, Appl. Surf. Sci. 254, 2893 (2008).
  4. J. Fang, X. Zhang, S. Qin, X. Li, F. Wang, and S. Chang, Chin. Sci. Bull. 56, 728 (2011).
  5. J. Fang, X. Zhang, S. Qin, and S. Chang, Chin. Opt. Lett. 9, 032401 (2011).
  6. J. Fang, S. Qin, S. Chang, and X. Zhang Microporous Mesoporous Mater 145, 205 (2011).
  7. L. Genzel, T. P. Martin, and U. Kreibig, Z. Physik B 21, 339 (1975).
  8. T. Xu, F. Chen, S. Dai, Q. Nie, X. Shen, and X. Wang, Chin. Opt. Lett. 8, 70 (2010).
  9. U. Kreibig, Appl. Phys. B 93, 79 (2008).
  10. A. Pinchuk, A. Hilge, and U. Kreibig, Surf. Sci. 557, 269 (2004).
  11. P. Mulvaney, Langmuir 12, 788 (1996).
  12. G. L. Hornyak, C. J. Patrissi, C. R. Martin, J.-C. Valmalette, J. Dutta, and H. Hofmann, Nanostruct. Mater. 9, 575 (1997).
  13. M. Y. Koledintseva, R. E. DuBroff, and R. W. Schwartz, PIER 63, 223 (2006).
  14. S.-B. Mansoor, A. A. Said, T.-H. Wei, D. J. Hagan, and E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 26, 760 (1990).
  15. H. Liao, R. Xiao, H. Wang, K. S. Wong, and G. K. L. Wong, Appl. Phys. Lett. 72, 1817 (1998).

2011 (3)

J. Fang, X. Zhang, S. Qin, X. Li, F. Wang, and S. Chang, Chin. Sci. Bull. 56, 728 (2011).

J. Fang, S. Qin, S. Chang, and X. Zhang Microporous Mesoporous Mater 145, 205 (2011).

J. Fang, X. Zhang, S. Qin, and S. Chang, Chin. Opt. Lett. 9, 032401 (2011).

2010 (2)

T. Xu, F. Chen, S. Dai, Q. Nie, X. Shen, and X. Wang, Chin. Opt. Lett. 8, 70 (2010).

X. Zhang, Y. Chi, J. Fang, H. Zhong, S. Chang, L. Fang, and S. Qin, Phys. Lett. A 374, 4880 (2010).

2008 (2)

X. Zhang, W. Wu, J. Wang, and X. Tian, Appl. Surf. Sci. 254, 2893 (2008).

U. Kreibig, Appl. Phys. B 93, 79 (2008).

2006 (1)

M. Y. Koledintseva, R. E. DuBroff, and R. W. Schwartz, PIER 63, 223 (2006).

2004 (2)

A. Pinchuk, A. Hilge, and U. Kreibig, Surf. Sci. 557, 269 (2004).

H. Fan, K. Yang, D. M. Boye, T. Sigmon, K. J. Malloy, H. Xu, G. P. Lopez, and C. J. Brinker, Science 304, 567 (2004).

1998 (1)

H. Liao, R. Xiao, H. Wang, K. S. Wong, and G. K. L. Wong, Appl. Phys. Lett. 72, 1817 (1998).

1997 (1)

G. L. Hornyak, C. J. Patrissi, C. R. Martin, J.-C. Valmalette, J. Dutta, and H. Hofmann, Nanostruct. Mater. 9, 575 (1997).

1996 (1)

P. Mulvaney, Langmuir 12, 788 (1996).

1990 (1)

S.-B. Mansoor, A. A. Said, T.-H. Wei, D. J. Hagan, and E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 26, 760 (1990).

1975 (1)

L. Genzel, T. P. Martin, and U. Kreibig, Z. Physik B 21, 339 (1975).

Boye, D. M.

H. Fan, K. Yang, D. M. Boye, T. Sigmon, K. J. Malloy, H. Xu, G. P. Lopez, and C. J. Brinker, Science 304, 567 (2004).

Brinker, C. J.

H. Fan, K. Yang, D. M. Boye, T. Sigmon, K. J. Malloy, H. Xu, G. P. Lopez, and C. J. Brinker, Science 304, 567 (2004).

Chang, S.

J. Fang, X. Zhang, S. Qin, and S. Chang, Chin. Opt. Lett. 9, 032401 (2011).

J. Fang, S. Qin, S. Chang, and X. Zhang Microporous Mesoporous Mater 145, 205 (2011).

J. Fang, X. Zhang, S. Qin, X. Li, F. Wang, and S. Chang, Chin. Sci. Bull. 56, 728 (2011).

X. Zhang, Y. Chi, J. Fang, H. Zhong, S. Chang, L. Fang, and S. Qin, Phys. Lett. A 374, 4880 (2010).

Chen, F.

Chi, Y.

X. Zhang, Y. Chi, J. Fang, H. Zhong, S. Chang, L. Fang, and S. Qin, Phys. Lett. A 374, 4880 (2010).

Dai, S.

DuBroff, R. E.

M. Y. Koledintseva, R. E. DuBroff, and R. W. Schwartz, PIER 63, 223 (2006).

Dutta, J.

G. L. Hornyak, C. J. Patrissi, C. R. Martin, J.-C. Valmalette, J. Dutta, and H. Hofmann, Nanostruct. Mater. 9, 575 (1997).

Fan, H.

H. Fan, K. Yang, D. M. Boye, T. Sigmon, K. J. Malloy, H. Xu, G. P. Lopez, and C. J. Brinker, Science 304, 567 (2004).

Fang, J.

J. Fang, S. Qin, S. Chang, and X. Zhang Microporous Mesoporous Mater 145, 205 (2011).

J. Fang, X. Zhang, S. Qin, and S. Chang, Chin. Opt. Lett. 9, 032401 (2011).

J. Fang, X. Zhang, S. Qin, X. Li, F. Wang, and S. Chang, Chin. Sci. Bull. 56, 728 (2011).

X. Zhang, Y. Chi, J. Fang, H. Zhong, S. Chang, L. Fang, and S. Qin, Phys. Lett. A 374, 4880 (2010).

Fang, L.

X. Zhang, Y. Chi, J. Fang, H. Zhong, S. Chang, L. Fang, and S. Qin, Phys. Lett. A 374, 4880 (2010).

Genzel, L.

L. Genzel, T. P. Martin, and U. Kreibig, Z. Physik B 21, 339 (1975).

Hagan, D. J.

S.-B. Mansoor, A. A. Said, T.-H. Wei, D. J. Hagan, and E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 26, 760 (1990).

Hilge, A.

A. Pinchuk, A. Hilge, and U. Kreibig, Surf. Sci. 557, 269 (2004).

Hofmann, H.

G. L. Hornyak, C. J. Patrissi, C. R. Martin, J.-C. Valmalette, J. Dutta, and H. Hofmann, Nanostruct. Mater. 9, 575 (1997).

Hornyak, G. L.

G. L. Hornyak, C. J. Patrissi, C. R. Martin, J.-C. Valmalette, J. Dutta, and H. Hofmann, Nanostruct. Mater. 9, 575 (1997).

Koledintseva, M. Y.

M. Y. Koledintseva, R. E. DuBroff, and R. W. Schwartz, PIER 63, 223 (2006).

Kreibig, U.

U. Kreibig, Appl. Phys. B 93, 79 (2008).

A. Pinchuk, A. Hilge, and U. Kreibig, Surf. Sci. 557, 269 (2004).

L. Genzel, T. P. Martin, and U. Kreibig, Z. Physik B 21, 339 (1975).

Li, X.

J. Fang, X. Zhang, S. Qin, X. Li, F. Wang, and S. Chang, Chin. Sci. Bull. 56, 728 (2011).

Liao, H.

H. Liao, R. Xiao, H. Wang, K. S. Wong, and G. K. L. Wong, Appl. Phys. Lett. 72, 1817 (1998).

Lopez, G. P.

H. Fan, K. Yang, D. M. Boye, T. Sigmon, K. J. Malloy, H. Xu, G. P. Lopez, and C. J. Brinker, Science 304, 567 (2004).

Malloy, K. J.

H. Fan, K. Yang, D. M. Boye, T. Sigmon, K. J. Malloy, H. Xu, G. P. Lopez, and C. J. Brinker, Science 304, 567 (2004).

Mansoor, S.-B.

S.-B. Mansoor, A. A. Said, T.-H. Wei, D. J. Hagan, and E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 26, 760 (1990).

Martin, C. R.

G. L. Hornyak, C. J. Patrissi, C. R. Martin, J.-C. Valmalette, J. Dutta, and H. Hofmann, Nanostruct. Mater. 9, 575 (1997).

Martin, T. P.

L. Genzel, T. P. Martin, and U. Kreibig, Z. Physik B 21, 339 (1975).

Mulvaney, P.

P. Mulvaney, Langmuir 12, 788 (1996).

Nie, Q.

Patrissi, C. J.

G. L. Hornyak, C. J. Patrissi, C. R. Martin, J.-C. Valmalette, J. Dutta, and H. Hofmann, Nanostruct. Mater. 9, 575 (1997).

Pinchuk, A.

A. Pinchuk, A. Hilge, and U. Kreibig, Surf. Sci. 557, 269 (2004).

Qin, S.

J. Fang, S. Qin, S. Chang, and X. Zhang Microporous Mesoporous Mater 145, 205 (2011).

J. Fang, X. Zhang, S. Qin, and S. Chang, Chin. Opt. Lett. 9, 032401 (2011).

J. Fang, X. Zhang, S. Qin, X. Li, F. Wang, and S. Chang, Chin. Sci. Bull. 56, 728 (2011).

X. Zhang, Y. Chi, J. Fang, H. Zhong, S. Chang, L. Fang, and S. Qin, Phys. Lett. A 374, 4880 (2010).

Said, A. A.

S.-B. Mansoor, A. A. Said, T.-H. Wei, D. J. Hagan, and E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 26, 760 (1990).

Schwartz, R. W.

M. Y. Koledintseva, R. E. DuBroff, and R. W. Schwartz, PIER 63, 223 (2006).

Shen, X.

Sigmon, T.

H. Fan, K. Yang, D. M. Boye, T. Sigmon, K. J. Malloy, H. Xu, G. P. Lopez, and C. J. Brinker, Science 304, 567 (2004).

Stryland, E. W. Van

S.-B. Mansoor, A. A. Said, T.-H. Wei, D. J. Hagan, and E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 26, 760 (1990).

Tian, X.

X. Zhang, W. Wu, J. Wang, and X. Tian, Appl. Surf. Sci. 254, 2893 (2008).

Valmalette, J.-C.

G. L. Hornyak, C. J. Patrissi, C. R. Martin, J.-C. Valmalette, J. Dutta, and H. Hofmann, Nanostruct. Mater. 9, 575 (1997).

Wang, F.

J. Fang, X. Zhang, S. Qin, X. Li, F. Wang, and S. Chang, Chin. Sci. Bull. 56, 728 (2011).

Wang, H.

H. Liao, R. Xiao, H. Wang, K. S. Wong, and G. K. L. Wong, Appl. Phys. Lett. 72, 1817 (1998).

Wang, J.

X. Zhang, W. Wu, J. Wang, and X. Tian, Appl. Surf. Sci. 254, 2893 (2008).

Wang, X.

Wei, T.-H.

S.-B. Mansoor, A. A. Said, T.-H. Wei, D. J. Hagan, and E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 26, 760 (1990).

Wong, G. K. L.

H. Liao, R. Xiao, H. Wang, K. S. Wong, and G. K. L. Wong, Appl. Phys. Lett. 72, 1817 (1998).

Wong, K. S.

H. Liao, R. Xiao, H. Wang, K. S. Wong, and G. K. L. Wong, Appl. Phys. Lett. 72, 1817 (1998).

Wu, W.

X. Zhang, W. Wu, J. Wang, and X. Tian, Appl. Surf. Sci. 254, 2893 (2008).

Xiao, R.

H. Liao, R. Xiao, H. Wang, K. S. Wong, and G. K. L. Wong, Appl. Phys. Lett. 72, 1817 (1998).

Xu, H.

H. Fan, K. Yang, D. M. Boye, T. Sigmon, K. J. Malloy, H. Xu, G. P. Lopez, and C. J. Brinker, Science 304, 567 (2004).

Xu, T.

Yang, K.

H. Fan, K. Yang, D. M. Boye, T. Sigmon, K. J. Malloy, H. Xu, G. P. Lopez, and C. J. Brinker, Science 304, 567 (2004).

Zhang, X.

J. Fang, X. Zhang, S. Qin, and S. Chang, Chin. Opt. Lett. 9, 032401 (2011).

J. Fang, X. Zhang, S. Qin, X. Li, F. Wang, and S. Chang, Chin. Sci. Bull. 56, 728 (2011).

X. Zhang, Y. Chi, J. Fang, H. Zhong, S. Chang, L. Fang, and S. Qin, Phys. Lett. A 374, 4880 (2010).

X. Zhang, W. Wu, J. Wang, and X. Tian, Appl. Surf. Sci. 254, 2893 (2008).

Zhong, H.

X. Zhang, Y. Chi, J. Fang, H. Zhong, S. Chang, L. Fang, and S. Qin, Phys. Lett. A 374, 4880 (2010).

and X. Zhang Microporous Mesoporous Mater (1)

J. Fang, S. Qin, S. Chang, and X. Zhang Microporous Mesoporous Mater 145, 205 (2011).

Appl. Phys. B (1)

U. Kreibig, Appl. Phys. B 93, 79 (2008).

Appl. Phys. Lett. (1)

H. Liao, R. Xiao, H. Wang, K. S. Wong, and G. K. L. Wong, Appl. Phys. Lett. 72, 1817 (1998).

Appl. Surf. Sci. (1)

X. Zhang, W. Wu, J. Wang, and X. Tian, Appl. Surf. Sci. 254, 2893 (2008).

Chin. Opt. Lett. (2)

Chin. Sci. Bull. (1)

J. Fang, X. Zhang, S. Qin, X. Li, F. Wang, and S. Chang, Chin. Sci. Bull. 56, 728 (2011).

IEEE J. Quantum Electron. (1)

S.-B. Mansoor, A. A. Said, T.-H. Wei, D. J. Hagan, and E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 26, 760 (1990).

Langmuir (1)

P. Mulvaney, Langmuir 12, 788 (1996).

Nanostruct. Mater. (1)

G. L. Hornyak, C. J. Patrissi, C. R. Martin, J.-C. Valmalette, J. Dutta, and H. Hofmann, Nanostruct. Mater. 9, 575 (1997).

Phys. Lett. A (1)

X. Zhang, Y. Chi, J. Fang, H. Zhong, S. Chang, L. Fang, and S. Qin, Phys. Lett. A 374, 4880 (2010).

PIER (1)

M. Y. Koledintseva, R. E. DuBroff, and R. W. Schwartz, PIER 63, 223 (2006).

Science (1)

H. Fan, K. Yang, D. M. Boye, T. Sigmon, K. J. Malloy, H. Xu, G. P. Lopez, and C. J. Brinker, Science 304, 567 (2004).

Surf. Sci. (1)

A. Pinchuk, A. Hilge, and U. Kreibig, Surf. Sci. 557, 269 (2004).

Z. Physik B (1)

L. Genzel, T. P. Martin, and U. Kreibig, Z. Physik B 21, 339 (1975).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.