Теория рамановского рассеяния света в нанопорошках неполярных кристаллов

Эффект Рамана при прохождении света через кристалл состоит в возникновении сателлитов у упругого (релеевского) пика в интенсивности рассеянного света, связанных с неупругими процессами поглощения/испускания фотоном коллективной моды кристалла (в частности, оптического фонона). Построена микроскопическая теория [1-6], описывающая положение, ширину и форму рамановского пика при рассеянии на неупорядоченных массивах (порошках и суспензиях) наночастиц неполярных кристаллов. Огромный интерес к исследованиям в нанометровом диапазоне со стороны научного сообщества связан в первую очередь с перспективами использования нанопорошков в прикладных целях. Для того или иного применения наночастиц важно предварительно охарактеризовать порошок, т.е. определить физико-химические параметры его конституентов. Развитый подход позволяет не только описать положение и форму рамановского пика, но и с рекордной точностью извлечь из этого описания ряд важных параметров порошка, а именно средний размер частицы L, дисперсию функции распределения частиц по размерам δL, форму кристаллитов, параметризуемую числом граней p, а также параметр S, характеризующий силу внутреннего беспорядка в частице. Предложенный метод является надежным, недорогим и весьма точным неразрушающим способом аттестации нанопорошков и может применяться как в научных, так и в практических целях. Он основан на детальном исследовании отличия положения, ширины и формы рамановского пика в порошке от этих же характеристик в массивном кристалле, возникающего в результате размерного квантования импульса в частице конечных размеров. Методика испытана и апробирована по результатам анализа большого массива экспериментальных данных.

1. S. V. Koniakhin, O. I. Utesov, I. N. Terterov, A. V. Siklitskaya, A. G. Yashenkin, D. Solnyshkov, J. Phys. Chem. C 122, 19219 (2018).
2. O. I. Utesov, A. G. Yashenkin, S. V. Koniakhin, J. Phys. Chem. C 122, 22738 (2018).
3. O. I. Utesov, A. G. Yashenkin, S. V. Koniakhin, Phys. Rev. B 102, 205421 (2020).
4. S. V. Koniakhin, O. I. Utesov, A. G. Yashenkin, Phys. Rev. B 102, 205422 (2020).
5. O. I. Utesov, S. V. Koniakhin, A. G. Yashenkin, J. Phys. Chem. C 125, 18444 (2021).
6. A. G. Yashenkin, O. I. Utesov, S. V. Koniakhin, J. Raman Spectr. 52, 1847 (2021).