JETP Letters: issues online

Получено аналитическое выражение для скорости излучательного распада возбуждения оптического центра в эллипсоидальной диэлектрической наночастице (с размерами, гораздо меньшими длины световой волны), помещенной в диэлектрическую окружающую среду. Найдено, что отношение скорости распада возбуждения оптического центра в наночастице A_nano к скорости распада возбуждения оптического центра в массивном образце A_bulk не зависит от значения поправки на локальное поле и, тем самым, не зависит от выбора той или иной модели локального поля. Из полученного выражения следует также, что в вытянутых и сплюснутых эллипсоидах отношение A_nano/A_bulk существенно зависит от ориентации дипольного момента перехода относительно осей эллипсоида. Для сферических наночастиц дана формула, устанавливающая связь скорости распада A_nano с диэлектрическими характеристиками нанокомпозита и с величиной их объемной доли c в нанокомпозите. В предельном случае $c\ll1$ формула приводит к известному ранее результату для сферических наночастиц, а при устремлении c к единице отношение A_nano/A_bulk также стремится к единице. Проведенный анализ показывает, что принятый в ряде работ [1, 3 - 5, 7, 8] подход, при котором выражение для A_nano получают из выражения для A_bulk простой заменой показателя преломления массивного образца на эффективный показатель преломления нанокомпозита, нуждается в пересмотре, поскольку приводит к зависимости отношения A_nano/A_bulk от выбора той или иной модели локального поля. Выведено выражение для сечений излучения и поглощения σ _nano в наночастицах. Показано, что отношения σ _nano/σ _bulk и A_nano/A_bulk в общем случае отличаются друг от друга, и это обстоятельство может быть использовано для улучшения лазерных характеристик. Проведено сравнение экспериментально измеренных и теоретически рассчитанных величин времени распада метастабильных уровней примесных редкоземельных ионов в кристаллических наночастицах YAG и Y₂O₃ с аналогичными величинами в массивных кристаллах той же структуры.