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01.04.2014 | Research Paper | Ausgabe 4/2014

Journal of Nanoparticle Research 4/2014

Computer study of the Raman spectra and infrared optical properties of gallium nitride and gallium arsenic nanoparticles with SiO2 core and shell

Zeitschrift:
Journal of Nanoparticle Research > Ausgabe 4/2014
Autor:
Alexander Y. Galashev

Abstract

The J(ω) Raman spectra of the \(( {\text{GaN)}}_{ 1 2 9}\), \(( {\text{SiO}}_{ 2} )_{86}\), and \(( {\text{GaN)}}_{ 5 4}\) \(( {\text{SiO}}_{ 2} )_{50}\) nanoparticles as well as the optical properties of silicon dioxide and gallium arsenide nanoparticles and the four-component particles based on them were calculated using the molecular dynamics method. The spectrum of \(( {\text{SiO}}_{ 2} )_{86}\) had three broad bands only, whereas the Raman spectrum of \(( {\text{GaN)}}_{ 1 2 9}\) contained a large number of overlapping bands. The shape of Raman spectra for four-component particles depends strongly on the way the \({\text{GaN}}\)-, \({\text{GaAs}}\)-, and \({\text{SiO}}_{ 2}\)-components are located in the nanoparticle. Increasing the temperature (from 300 K upto 1500 K) of nanoparticles causes a significant rise in the intensity of the Raman spectrum. Thus, the odd J(ω)-spectrum peaks for the nanoparticle with the \({\text{SiO}}_{ 2}\)-core shift in opposite directions, but this heating does not lead to the shift of J(ω)-spectrum peaks for the \(( {\text{GaAs)}}_{ 5 4}\) \(( {\text{SiO}}_{ 2} )_{50}\) nanoparticle with \({\text{SiO}}_{ 2}\)-coating. The refractive index and absorption coefficient as well as the number of optically active electrons depend weakly on the arrangement of the conductor (\({\text{GaAs}}\)) and isolator (\({\text{SiO}}_{ 2}\)) in the nanoparticle.

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