Принципы создания оптически-резонансных кремниевых наноструктур на основе методов фемтосекундной лазерной абляции тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Сюбаев Сергей Александрович

• Сюбаев Сергей Александрович
• кандидат наук
• 2026

Оглавление диссертации кандидат наук Сюбаев Сергей Александрович

СОДЕРЖАНИЕ

Список сокращений

Глава 1. Обзор литературы

1.1 Морфологически зависимые резонансы плазмонных наноструктур

1.2 Ми-резонансные полупроводниковые наноструктуры

1.3 Кремниевая нанофотоника

1.4 Методы создания кремниевых Ми-нанорезонаторов

1.5 Прямая лазерная печать микро- и наноструктур на поверхности кремния

Глава 2. Лазерная абляция поверхности объёмного монокристаллического кремния единичными фемтосекундными лазерными импульсами

2.1 Особенности наномасштабного перераспределения расплавленного кремния под действием фемтосекундного лазерного импульса с Гауссовым профилем интенсивности

2.2 Изготовление функциональных поверхностных кремниевых нановыступов под воздействием единичных фемтосекундных лазерных импульсов с кольцевым профилем латерального распределения интенсивности

2.3 Формирование кремниевых нановыступов с винтовой симметрией геометрии под воздействием фс лазерных импульсов со спиральным профилем распределения

интенсивности

Выводы к главе

Глава 3. Экспериментальные и теоретические исследования процессов фс лазерной модификации тонких плёнок аморфного кремния на стекле

3.1 Прямая лазерная печать изолированных полусферических наночастиц аморфного кремния

3.2 Атомистическое моделирование особенностей процессов взаимодействия фс лазерного импульса с тонкой плёнкой аморфного кремния

3.3 Изготовление полусферических кремниевых наночастиц контролируемого размера, а также повышение производительности лазерной печати

наноструктур

Выводы к главе

Глава 4. Лазерный метод изготовления защитных анти-контрафактных меток, содержащих скрытую оптическую информацию, на основе Ми-резонансных полусферических наночастиц кремния

4.1 Морфологически зависимыерезонансы Ми кремниевых полусферических наночастиц

4.2 Экспериментальная характеризация оптических резонансных свойств полусферических наночастиц кристаллического кремния

4.3 Реализация скрытых оптических меток на основе прямой лазерной печати упорядоченного массива Ми-резонансных полусферических наночастиц кремния 84 Выводы к главе

Заключение

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Принципы создания оптически-резонансных кремниевых наноструктур на основе методов фемтосекундной лазерной абляции»

Глава 1. Обзор литературы

1.1 - Морфологически зависимые резонансы плазмонных наноструктур

Достижение новых рубежей и революционных изменений в различных сферах науки и нанотехнологий стало возможным благодаря активно развивающейся области нанофотоники, предоставляющей исследователям уникальные инструменты для задач управления свойствами света на самом фундаментальном уровне. При этом первостепенная роль в решении этих задач отводится функциональным поверхностным объектам, линейный размер которых как минимум в одном пространственном направлении находится в субмикро- и нанометровом диапазоне, т.е. в пределах 1^500 нм [1-5]. Однако научный интерес к таким наноструктурам состоит не столько в общей тенденции к миниатюризации и увеличении плотности упаковки основных компонент функциональных устройств, что хорошо прослеживается, например, в микроэлектронике [6,7], сколько в возможности проектирования различных морфологий нанообъектов с целью проявления в них резонансного характера взаимодействия с внешним электромагнитным (э/м) излучением оптического диапазона частот. С момента одной из первых демонстраций возбуждения морфологически зависимых оптических резонансов в серебряных наночастицах (НЧ) [8], долгое время основные направления исследований в нанофотонике базировались на использовании материалов благородных металлов (в основном золото и серебро), выступающих в качестве платформы для изготовления резонансных наноструктур. Уникальные оптические свойства таких металлических нанорезонаторов обусловлены существованием в них коллективных связанных осцилляций свободных электронов, возбуждаемых внешним электромагнитным излучением (Рис. 1.1.1). Данное явление, известное как локализованный поверхностный плазмонный резонанс (ЛППР), позволяет усилить напряженность электрических полей вблизи поверхности плазмонных наноструктур за счёт

концентрирования энергии излучения накачки, запасённой в субволновом объёме [920].

Рис. 1.1.1 - Схематическое представление локализованного поверхностного плазмонного резонанса, демонстрирующее оптически индуцируемые когерентные колебания электронов проводимости [21].

Высокую чувствительность ЛППР к морфологии наноструктур можно поэтапно проследить, рассмотрев в общем случае наночастицу, размер которой много меньше длины волны излучения накачки. Данное обстоятельство позволяет применить квазистатическое приближение [22], поскольку фаза электромагнитной волны постоянна по всему объёму частицы, а наведённый дипольный момент р наночастицы принимает вид:

р = аЕ, (1.1.1)

где Е - амплитуда падающей волны, а - поляризуемость металлической наночастицы, которая определяется как:

где V - объём наночастицы, k - безразмерный коэффициент, учитывающий зависимость поляризуемости от геометрии структуры, ем - диэлектрическая проницаемость металла, еср - диэлектрическая проницаемость окружающей среды.

Из выражения 1.1.2 видно, что поляризуемость частицы сильно зависит от её размера, формы и материала, а также от окружающей среды. При этом резонанс достигается, когда поляризуемость а принимает максимальное значение, т.е. член (ем+kеср) приравнивается к 0. Таким образом можно записать условие Фрёлиха для возбуждения ЛППР:

Re[ем] = ^еср, (1.1.3)

Для дальнейшего упрощения удобно рассмотреть наночастицу сферической геометрии с радиусом г ^ = 2, V = (4/3)пг3). Тогда выражения 1.1.2 и 1.1.3 принимают следующий вид:

а = 4пг3 (1.1.4)

Re[ем] = -2еср, (1.1.5)

Для частиц благородных металлов, таких как золото и серебро, условия Фрёлиха выполняются на оптических частотах спектра. Также стоит отметить, что при преодолении определённого размера частицы (в первом приближении г>30 нм) эффекты, игнорируемые квазистатическим приближением, например, межзонные электронные переходы, становятся более выраженными, и размер наноструктуры сильнее влияет на спектральное положение ЛППР, что приводит к «красному» смещению резонансной частоты с увеличением радиуса нанорезонатора [23-25].

Благодаря высокой чувствительности локализованного поверхностного плазмонного резонанса к морфологии наноструктуры и показателю преломления окружающей среды, а также способности эффективно концентрировать и усиливать

напряжённость электромагнитных полей, плазмонные наноструктуры находят широкое применение в различных научных и прикладных исследованиях нанофотоники, среди которых можно выделить биосенсорику [26-28], детектирование газов и загрязняющих веществ [29-31], фототермическую терапию [32], фотокатализ [33-35], разработку метаматериалов [36-39] и др.

Заключение диссертации по теме «Другие cпециальности», Сюбаев Сергей Александрович

Заключение

Основными результатами диссертационной работы являются:

1. Продемонстрировано, что облучение поверхности монокристаллического кремния единичными фс лазерными импульсами с кольцевым или спиральным профилем распределения интенсивности позволяет создавать нановыступы контролируемой геометрии, в том числе киральной формы, за счёт управления термокапиллярными потоками расплавленного вещества.

2. На основе исследований методом спектроскопии КРС с использованием циркулярно-поляризованного света показано, что нановыступы киральной формы обладают выраженными свойствами оптического дихроизма.

3. На основе систематических исследований методов абляции тонких плёнок аморфного кремния, осаждённых на стеклянную подложку, установлены режимы контролируемого формирования аморфных наночастиц полусферической формы. Показано, что вариация размера лазерного пучка за счёт числовой апертуры фокусирующего объектива (в диапазоне от 0.1 до 0.8), а также толщины облучаемой плёнки (в диапазоне от 15 до 50 нм), позволяет регулировать диаметр формируемых наночастиц в пределах от 70 до 250 нм.

4. На основе численного моделирования показано, что формирование наночастиц вызвано возникновением в области лазерного воздействия зоны сильного напряжения, связанного со значительным различием плотности кремния в твёрдой и жидкой фазах, что приводит к разрыву плёнки по периферии фазового раздела и её стягиванию силами поверхностного натяжения в полусферическую наночастицу. Проведённые оценки также позволяют связать аморфную структуру формируемых наночастиц с высокой скоростью их рекристаллизации.

5. На основе систематических исследований методом спектроскопии КРС, а также проведённых численных расчетов структуры электромагнитных полей, индуцируемых внешним излучением, в полусферических наночастицах аморфного кремния обнаружено возбуждение размерных дипольных резонансов Ми.

6. Продемонстрирована возможность кристаллизации аморфных полусферических наночастиц непрерывным лазерным излучением, позволяющая управлять их резонансно-оптическими свойствами без изменения морфологических особенностей.

7. Разработан метод печати массивов Ми-резонансных наночастиц аморфного кремния с периодом их расположения до 400 нм, что соответствует плотности записи 60000 точек на дюйм.

8. Продемонстрирован принцип записи скрытой оптической информации за счёт выборочной кристаллизации определённых пользователем аморфных наночастиц кремния с последующей возможностью её считывания посредством картирования распределения интенсивности комбинационного рассеяния на частоте, соответствующей нанокристаллическому кремнию.

В заключение хочу выразить искреннюю благодарность научному руководителю Александру Андреевичу Кучмижаку за возможность проведения актуальных научных исследований и помощь в подготовке и написании данной диссертационной работы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Сюбаев Сергей Александрович, 2026 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. S. Kasani, K. Curtin, N. Wu. A review of 2D and 3D plasmonic nanostructure array patterns: fabrication, light management and sensing applications // Nanophotonics

- 2019 - Т. 8 - № 12 - С. 2065-2089.

2. Xia Y, Yang P, Sun Y, Wu Y, Mayers B, Gates B, Yin Y, Kim F, Yan H. One-dimensional nanostructures: synthesis, characterization, and applications // Advanced materials - 2003 Т. - 15 - №5 - С. 353-89.

3. X. Yang, D. Su, X. Yu, P. Zeng, H. Liang, G. Zhang, B. Song, S. Jiang. Hot spot engineering in hierarchical plasmonic nanostructures // Small - 2023 - Т. 19 - № 22 - С. 2205659.

4. Kulisch W, Freudenstein R, Ruiz A, Valsesia A, Sirghi L, Ponti J, Colpo P, Rossi F. Nanostructured materials for advanced technological applications: a brief introduction // Nanostructured Materials for Advanced Technological Applications

- 2009 - С. 3-34

5. Chai Z, Childress A, Busnaina AA. Directed assembly of nanomaterials for making nanoscale devices and structures: Mechanisms and applications // ACS nano - 2022

- Т. 16 - № 11 - С. 17641-86.

6. Waldrop MM. The chips are down for Moore's law // Nature News - 2016 - Т. 530

- № 7589 - С. 144.

7. Eeckhout L. Is moore's law slowing down? what's next? // IEEE Micro - 2017 -Т. 37 - № 4 - С. 4-5.

8. Doremus RH. Optical properties of small silver particles // The Journal of Chemical Physics - 1965 - Т. 42 - № 1 - С. 414-7.

9. Gordon R. Surface plasmon nanophotonics: A tutorial // IEEE Nanotechnology magazine - 2009 - Т. 2 - №3 - С. 12-8.

10. Zayats AV, Smolyaninov II. Near-field photonics: surface plasmon polaritons and localized surfaceplasmons // Journal of Optics A: Pure and Applied Optics - 2003 - T. 5 - № 4 - C. S16.

11. M. Qiao, J. Yan, L. Jiang. Direction Controllable Nano-Patterning of Titanium by Ultrafast Laser for Surface Coloring and Optical Encryption // Advanced Optical Materials - 2022 - T. 10 - № 3 - C. 2101673.

12. Y. Li, X. Zhang, T. Zou, Q. Mu, J. Yang. Vivid structural color macropatterns created by flexible nanopainting of ultrafast lasers // ACS applied materials & interfaces - 2022 - T. 14 - № 18 - C. 21758-21767.

13. V. Veiko, Y. Andreeva, L. Van Cuong, D. Lutoshina, D. Polyakov, D. Sinev, V. Mikhailovskii, Y. Kolobov, G. Odintsova. Laser paintbrush as a tool for modern art // Optica - 2021 - T. 8 - № 5 - C. 577-585.

14. D. Hu, Y. Lu, Y. Cao, Y. Zhang, Y. Xu, W. Li, F. Gao, B. Cai, B. Guan, C. Qiu, X. Li. Laser-splashed three-dimensional plasmonic nanovolcanoes for steganography in angular anisotropy // ACS nano - 2018 - T. 12 - № 9 - C. 9233-9239.

15. J. Hwang, S. Arthanari, P. Ko, K. Jung, J. Park, H. Youn, M. Yang, S. Kim, H. Lee, Y. Kim. Plasmonic color printing via bottom-up laser-induced photomodification process // ACS Applied Materials & Interfaces - 2022 - T. 14 - № 26 - C. 3031530323.

16. Bharadwaj P, Deutsch B, Novotny L. Optical antennas // Advances in Optics and Photonics - 2009 - T. 1 - № 3 - C. 438-83.

17. Zhao J, Zhang X, Haes AJ, Zou S, Schatz GC, Van Duyne RP. Localized surface plasmon and molecular resonance: fundamental study and application // Plasmonics: Metallic Nanostructures and their Optical Properties IV - 2006 - T. 6323 - C. 187-199.

18. Kelly KL, Coronado E, Zhao LL, Schatz GC. The optical properties of metal nanoparticles: the influence of size, shape, and dielectric environment // The Journal of Physical Chemistry B - 2003 - T. 107 - № 3 - C. 668-77.

19. Hutter E, Fendler JH. Exploitation of localized surface plasmon resonance // Advanced materials - 2004 - T. 16 - № 19 - C. 1685-706.

20. D. Pavlov, S. Syubaev, A. Cherepakhin, A. Sergeev, O. Vitrik, A. Zakharenko, P. Danilov, I. Saraeva, S. Kudryashov, A. Porfirev, A. Kuchmizhak. Ultrafast laser printing of self-organized bimetallic nanotextures for multi-wavelength biosensing // Scientific reports - 2018 - T. 8 - № 1 - C. 16489.

21. Cobley CM, Xia Y. Engineering the properties of metal nanostructures via galvanic replacement reactions // Materials Science and Engineering: R: Reports - 2010 - T. 70 - №3 - C. 44-62.

22. Maier SA. Plasmonics: fundamentals and applications // New York: springer -2007.

23. Lermé J, Baida H, Bonnet C, Broyer M, Cottancin E, Crut A, Maioli P, Del Fatti N, Vallée F, Pellarin M. Size dependence of the surface plasmon resonance damping in metal nanospheres // The journal of physical chemistry letters - 2010 -T. 1 - № 19 - C. 2922-8.

24. Sosa IO, Noguez C, Barrera RG. Optical properties of metal nanoparticles with arbitrary shapes // The Journal of Physical Chemistry B - 2003 - T. 107 - № 26 -C. 6269-75.

25. Bonch-Bruevich AM, Vartanyan TA, Nikolaev SD, Przhibel'Skii SG, Starobogatov IO, Khromov VV. Study of the relaxation of collective electronic excitations in metallic nanoparticles // Journal of optical technology - 2004 - T. 71 - № 6 - C. 361-5.

26. Strobbia P, Languirand E, Cullum BM. Recent advances in plasmonic nanostructures for sensing: a review // Optical Engineering - 2015 - T. 54 - № 10 - C. 100902.

27. Wang S, Li W, Chang K, Liu J, Guo Q, Sun H, Jiang M, Zhang H, Chen J, Hu J. Localized surface plasmon resonance-based abscisic acid biosensor using aptamer-functionalized gold nanoparticles // PLoS One - 2017 - T. 12 - № 9 - C. e0185530.

28. Lu M, Peng W, Lin M, Wang F, Zhang Y. Gold nanoparticle-enhanced detection of DNA hybridization by a block copolymer-templating fiber-optic localized surface plasmon resonance biosensor // Nanomaterials - 2021 - T. 11 - № 3 - C. 616.

29. Farooq S, Bereczki A, Habib M, Costa I, Cardozo O. High-performance plasmonics nanostructures in gas sensing: a comprehensive review // Medical Gas Research. -2025 - T. 15 - № 1 - C. 1-9.

30. Proenca M, Lednicky T, Meira DI, Rodrigues MS, Vaz F, Borges J, Bonyar A. New parameter for benchmarking plasmonic gas sensors demonstrated with densely packed Au nanoparticle layers // ACS Applied Materials & Interfaces - 2024 - T. 16 - № 42 - C. 57832-42.

31. Almaviva S, Botti S, Cantarini L, Palucci A, Puiu A, Rufoloni A, Landstrom L, Romolo FS. Trace detection of explosives by surface enhanced Raman spectroscopy // Optics and Photonics for Counterterrorism, Crime Fighting, and Defence Viii - 2012 - T. 8546 - C. 854602.

32. Skinner WH, Salimi M, Moran L, Blein-Dezayes I, Mehta M, Mosca S, Vaideanu AG, Gardner B, Palombo F, Schatzlein AG, Matousek P. Plasmonic nanoparticles for photothermal therapy: benchmarking of photothermal properties and modeling of heating at depth in human tissues // The Journal of Physical Chemistry C - 2025 - T. 129 - № 3 - C. 1864-72.

33. Saroha J, Rani E, Devi M, Pathi P, Kumar M, Sharma SN. Plasmon-assisted photocatalysis of organic pollutants by Au/Ag-TiO2 nanocomposites: a comparative study // Materials Today Sustainability - 2023 - T. 23 - C. 100466.

34. Wang R, Lv M, Zhang J, Wang F, Wang X, Wang N, Yu G, Zheng Z. Plasmon-enhanced hydrogen production from photocatalytic methanol aqueous-phase reforming over novel nickel-tin intermetallic compounds photocatalyst // Chemical Engineering Journal - 2024 - T. 15 - № 502 - C. 57981.

35. Zhang XG, Sun YL, Zhu B, Jiang WX, Yu Q, Tian HW, Qiu CW, Zhang Z, Cui TJ. A metasurface-based light-to-microwave transmitter for hybrid wireless communications // Light: Science & Applications - 2022 - T. 11 -№ 1 - C. 126.

36. Han Z, Li C, Liu T, Hu N, Fan Z, Guo Y, Liu B, Yang H, Jin A, Quan B, Tian S. Electrically Reconfigurable Plasmonic Metasurfaces Based on Phase-Change Materials Sb2S3 // Nano Letters - 2025 - T. 25 - № 18 - C. 7435-41.

37. X. Wang, A. Kuchmizhak, D. Storozhenko, S. Makarov, S. Juodkazis. Single-step laser plasmonic coloration of metal films // ACS applied materials & interfaces -2018 - T. 10 - № 1 - C. 1422-1427.

38. Y. Meshcheryakov, N. Bulgakova. Thermoelastic modeling of microbump and nanojet formation on nanosize gold films under femtosecond laser irradiation // Applied Physics A - 2006 - T. 82 - № 2 - C. 363-368.

39. L. Wang, Q. Chen, X. Cao, R. Buividas, X. Wang, S. Juodkazis, H. Sun. Plasmonic nano-printing: large-area nanoscale energy deposition for efficient surface texturing // Light: Science & Applications - 2017 - T. 6 - № 12 - C. e17112.

40. Lahiri B, McMeekin SG, Khokhar AZ, De La Rue RM, Johnson NP. Magnetic response of split ring resonators (SRRs) at visible frequencies // Optics express. 2010 - T. 18 - № 3 - C. 3210-8.

41. Mitsai E, Kuchmizhak A, Pustovalov E, Sergeev A, Mironenko A, Bratskaya S, Linklater DP, Balcytis A, Ivanova E, Juodkazis S. Chemically non-perturbing SERS detection of a catalytic reaction with black silicon // Nanoscale - 2018 - T. 10 - № 20 - C. 9780-7.

42. https://physics.itmo.ru/en/mie

43. Ayala-Orozco C, Urban C, Knight MW, Urban AS, Neumann O, Bishnoi SW, Mukherjee S, Goodman AM, Charron H, Mitchell T, Shea M. Au nanomatryoshkas as efficient near-infrared photothermal transducers for cancer treatment: benchmarking against nanoshells // ACS nano - 2014 - T. 8 - № 6 - C. 6372-81.

44. A. Kuznetsov, A. Miroshnichenko, Y. Fu, J. Zhang, B. Luk'Yanchuk. Magnetic light // Scientific reports - 2012 - T. 2 - № 1 - C. 492.

45. J. Van de Groep, A. Polman. Designing dielectric resonators on substrates: Combining magnetic and electric resonances // Optics Express - 2013 - T. 21 - № 22 - C. 26285-26302.

46. U. Zywietz, A. Evlyukhin, C. Reinhardt, B. Chichkov. Laser printing of silicon nanoparticles with resonant optical electric and magnetic responses // Nature communications - 2014 - T. 5 - № 1 - C. 3402.

47. S. Makarov, L. Kolotova, S. Starikov, U. Zywietz, B. Chichkov. Resonant silicon nanoparticles with controllable crystalline states and nonlinear optical responses // Nanoscale - 2018 - T. 10 - № 24 - C. 11403-11409.

48. J. Berzins, S. Indrisiunas, K. Van Erve, A. Nagarajan, S. Fasold, M. Steinert, G. Gerini, P. Gecys, T. Pertsch, S.M. Bâumer, F. Setzpfandt. Direct and high-throughput fabrication of Mie-resonant metasurfaces via single-pulse laser interference // ACS Nano - 2020 - T. 14 - № 5 - C. 6138-6149.

49. https://refractiveindex.info

50. D. Baranov, D. Zuev, S. Lepeshov, O. Kotov, A. Krasnok, A. Evlyukhin, B. Chichkov. All-dielectric nanophotonics: the quest for better materials and fabrication techniques // Optica - 2019 - T. 4 - № 7 - C. 814-825.

51. S. Makarov, A. Zalogina, M. Tajik, D. Zuev, M. Rybin, A. Kuchmizhak, S. Juodkazis, Y. Kivshar. Light-induced tuning and reconfiguration of nanophotonic structures // Laser & Photonics Reviews - 2017 - T. 11 - № 5 - C. 1700108.

52. Zeng J, Dong Y, Zhang J, Wang J. Broadband and high-efficiency multi-tasking silicon-based geometric-phase metasurfaces: a review // Photonics - 2022 - T. 9 -№ 9 - C. 606.

53. M. Khorasaninejad, W. Chen, R. Devlin, J. Oh, A. Zhu, F. Capasso. Metalenses at visible wavelengths: Diffraction-limited focusing and subwavelength resolution imaging // Science - 2016 - T. 352 - № 6290 - C. 1190-1194.

54. A. Tittl, A. Leitis, M. Liu, F. Yesilkoy, D. Choi, D. Neshev, Y. Kivshar, H. Altug. Imaging-based molecular barcoding with pixelated dielectric metasurfaces // Science - 2018 - Т. 360 - № 6393 - С. 1105-1109.

55. F. Yesilkoy, E. Arvelo, Y. Jahani, M. Liu, A. Tittl, V. Cevher, Y. Kivshar, H. Altug. Ultrasensitive hyperspectral imaging and biodetection enabled by dielectric metasurfaces // Nature Photonics - 2019 - Т. 13 - № 6 - С. 390-396.

56. M. Matthiae, K. Nielsen, A. Larroche, C. Zhou, A. Kristensen, S. Raza. Probing optical resonances of silicon nanostructures using tunable-excitation Raman spectroscopy // Optics Express - 2019 - Т. 27 - № 26 - С. 38479-38492.

57. T. Song, S. Lee, B. Sun. Silicon nanowires for photovoltaic applications: The progress and challenge // Nano Energy - 2012 - Т. 1 - № 5 - С. 654-673.

58. M. Naffouti, R. Backofen, M. Salvalaglio, T. Bottein, M. Lodari, A. Voigt, T. David, A. Benkouider, I. Fraj, L. Favre, A. Ronda. Complex dewetting scenarios of ultrathin silicon films for large-scale nanoarchitectures // Science advances -2017 - Т. 3 - № 11 - С. eaao1472.

59. Z. Li, L. Wang, H. Fan, Y. Yu, Q. Chen, S. Juodkazis, H. Sun. O-FIB: far-field-induced near-field breakdown for direct nanowriting in an atmospheric environment // Light: Science & Applications - 2020 - Т. 9 - № 1 - С. 41.

60. D. Wang, Z. Wang, Z. Zhang, Y. Yue, D. Li, C. Maple. Direct modification of silicon surface by nanosecond laser interference lithography // Applied Surface Science - 2013 - Т. 282 - С. 67-72.

61. Wang S, Wu PC, Su VC, Lai YC, Hung Chu C, Chen JW, Lu SH, Chen J, Xu B, Kuan CH, Li T. Broadband achromatic optical metasurface devices // Nature communications - 2017 - Т. 8 - № 1 - С. 187.

62. Froch JE, Huang L, Zhou Z, Tara V, Fang Z, Colburn S, Zhan A, Choi M, Manna A, Tang A, Han Z. Full color visible imaging with crystalline silicon meta-optics // Light: Science & Applications - 2025 - Т. 14 - № 1 - С. 217.

63. Zhou Z, Li J, Su R, Yao B, Fang H, Li K, Zhou L, Liu J, Stellinga D, Reardon CP, Krauss TF. Efficient silicon metasurfaces for visible light // Acs Photonics - 2017

- T. 4 - № 3 - C. 544-51.

64. Zhu W, Xiao F, Rukhlenko ID, Geng J, Liang X, Premaratne M, Jin R. Wideband visible-light absorption in an ultrathin silicon nanostructure // Optics Express - 2017

- T. 25 - № 5 - C. 5781-6.

65. Zhang W, Potts A, Bagnall DM, Davidson BR. Large area all-dielectric planar chiral metamaterials by electron beam lithography // Journal of Vacuum Science & Technology B: Microelectronics and Nanometer Structures Processing, Measurement, and Phenomena - 2006 - T. 24 - № 3 - C. 1455-9.

66. Ding L, Eschimese D, Ang TY, Morits D, Chu HS, Lim ST, Png CE, Gorelik S, Paniagua-Dominguez R, Kuznetsov AI. One-dimensional high-Q silicon nanoparticle chain resonators for refractive index sensing // ACS Applied Nano Materials - 2022 - T. 5 - № 3 - C. 3170-6.

67. S. Stiffler, M. Thompson, P. Peercy. Transient nucleation following pulsed-laser melting of thin silicon films // Physical Review B - 1991 - T. 42 - № 12 - C. 9851.

68. T. Sameshima, S. Usui. Pulsed laser-induced melting followed by quenching of silicon films // Journal of applied physics - 1993 - T. 74 - № 11 - C. 6592-6598.

69. N. Granchi, M. Montanari, A. Ristori, M. Khoury, M. Bouabdellaoui, C. Barri, L. Fagiani, M. Gurioli, M. Bollani, M. Abbarchi, F. Intonti. Near-field hyper-spectral imaging of resonant Mie modes in a dielectric island // APL Photonics - 2021 - T. 6 - № 12 - C. 126102.

70. M. Caldarola, P. Albella, E. Cortés, M. Rahmani, T. Roschuk, G. Grinblat, R. Oulton, A. Bragas, S. Maier. Non-plasmonic nanoantennas for surface enhanced spectroscopies with ultra-low heat conversion // Nature communications - 2015 -T. 6 - № 1 - C. 7915.

71. S. Raza, A. Kristensen. Raman scattering in high-refractive-index nanostructures // Nanophotonics - 2021 - T. 10 - № 4 - C. 1197-1209.

72. M. Balkanski, R. Wallis, E. Haro. Anharmonic effects in light scattering due to optical phonons in silicon // Physical Review B - 1983 - T. 28 - № 4 - C. 1928.

73. A. Thompson, H. Aktulga, R. Berger, D. Bolintineanu, W. Brown, P. Crozier, P. In't Veld, A. Kohlmeyer, S. Moore, T. Nguyen, R. Shan. LAMMPS-a flexible simulation tool for particle-based materials modeling at the atomic, meso, and continuum scales // Computer physics communications - 2022 - T. 271 - C. 108171.

74. D. Duffy, A. Rutherford. Including the effects of electronic stopping and electron-ion interactions in radiation damage simulations // Journal of Physics: Condensed Matter - 2006 - T. 19 - № 1 - C. 016207.

75. G. Norman, S. Starikov, V. Stegailov, I. Saitov, P. Zhilyaev. Atomistic Modeling of Warm Dense Matter in the Two-Temperature State // Contributions to Plasma Physics - 2013 - T. 53 - № 2 - C. 129-139.

76. V. Pisarev, S. Starikov. Atomistic simulation of ion track formation in UO2 // Journal of Physics: Condensed Matter - 2014 - T. 26 - № 47 - C. 475401.

77. E. Palik. Handbook of optical constants of solids // Academic press - 1998.

78. M. Green. Self-consistent optical parameters of intrinsic silicon at 300 K including temperature coefficients // Solar Energy Materials and Solar Cells - 2008 - T. 92 -№ 11 - C. 1305-1310.

79. F. Priolo, T. Gregorkiewicz, M. Galli, T. Krauss. Silicon nanostructures for photonics and photovoltaics // Nature nanotechnology - 2014 - T. 9 - № 1 - C. 1932.

80. A. Kumar, M. Devi, M. Kumar, A. Shrivastava, R. Sharma, T. Dixit, H. Hu. Silicon nanostructures and nanocomposites for antibacterial and theranostic applications // Sensors and Actuators A: Physical - 2022 - T. 347 - C. 113912.

81. B. Rethfeld, K. Sokolowski-Tinten, D. Von Der Linde, S. Anisimov. Timescales in the response of materials to femtosecond laser excitation // Applied Physics A -2004 - T. 79 - C. 767-769.

82. P. Stampfli, K. Bennemann. Dynamical theory of the laser-induced lattice instability of silicon // Physical Review B - 1992 - T. 46 - № 17 - C. 10686.

83. Allmen, M. V., & Blatter, A. Laser-beam interactions with materials: physical principles and applications - 2013.

84. M. Rahimian, F. Bouchard, H. Al-Khazraji, E. Karimi, P. Corkum, V. Bhardwaj. Polarization dependent nanostructuring of silicon with femtosecond vortex pulse // Optica - 2017 - T. 2 - № 8 - C. 086104.

85. W. Han, D. Li, F. Liu, Y. Yuan, X. Li. Controllable formation of Si nanostructures based on quasi-plasmonic planar nanostructures formed by annular-shaped femtosecond laser pulse // IEEE Photonics Journal - 2019 - T. 11 - № 4 - C. 1-8.

86. Y. Ma, L. Wang, K. Guan, T. Jiang, X. Cao, Q. Chen, H. Sun. Silicon-based suspended structure fabricated by femtosecond laser direct writing and wet etching // IEEE photonics technology letters - 2016 - T. 28 - № 15 - C. 1605-1608.

87. A. Kuznetsov, A. Miroshnichenko, M. Brongersma, Y. Kivshar, B. Luk'yanchuk. Optically resonant dielectric nanostructures // Science - 2016 - T. 364 - № 6314 -C. aag2472.

88. P. Genevet, F. Capasso, F. Aieta, M. Khorasaninejad, R. Devlin. Recent advances in planar optics: from plasmonic to dielectric metasurfaces // Optica - 2017 - T. 4 - № 1 - C. 139-152.

89. K. Koshelev, S. Kruk, E. Melik-Gaykazyan, J. Choi, A. Bogdanov, H. Park, Y. Kivshar. Subwavelength dielectric resonators for nonlinear nanophotonics // Science - 2020 - T. 367 - № 6475 - C. 288-292.

90. L. Shi, T. Tuzer, R. Fenollosa, F. Meseguer. A new dielectric metamaterial building block with a strong magnetic response in the sub-1.5-micrometer region: silicon colloid nanocavities // Advanced Materials - 2012 - T. 24 - № 44 - C. 5934-5938.

91. E. Mitsai, M. Naffouti, T. David, M. Abbarchi, L. Hassayoun, D. Storozhenko, A. Mironenko, S. Bratskaya, S. Juodkazis, S. Makarov, A. Kuchmizhak. Si 1- x Ge x nanoantennas with a tailored raman response and light-to-heat conversion for