Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics, 23 (3), P. 308-315 (2020).
https://doi.org/10.15407/spqeo23.03.308
Ширина лінії поверхневого плазмонного резонансу в сферичних металевих наночастинках
O. Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України
17, вул. Генерала Наумова, 03164 Україна, Анотація. В останні роки зріс інтерес до вивчення оптичних властивостей металевих наноструктур.
Цей інтерес у першу чергу пов’язаний з можливістю практичного застосування таких наноструктур у квантових оптичних комп’ютерах, мікро- та наносенсорах.
В основі цих застосувань лежить фундаментальний оптичний ефект збудження поверхневих плазмонів. Поверхневі плазмони – це електромагнітні збудження електронної
плазми металів на границі метал-діелектрик, які супроводжуються флуктуаціями густини поверхневого заряду. Наслідком цього явища є поверхневий плазмонний резонанс
(ППР) – зростання перерізу поглинання енергії металевою наночастинкою при наближенні частоти падаючого світла (лазерного випромінювання) до частоти ППР наночастинки.
Знайдено частоту ППР для металевих наночастинок, що знаходяться в діелектричній матриці. Збуджені світлом плазмонні коливання електронів провідності у металевих
наночастинках, що знаходяться в діелектричній матриці, з часом затухатимуть за рахунок різних релаксаційних процесів, зокрема за рахунок взаємодії електронів
провідності наночастинок з кристалічною ґраткою (електрон-фононна взаємодія), або за рахунок розсіяння електронів на внутрішній поверхні наночастинки, коли
ередня довжина вільного пробігу електронів у наночастинці перевищує її розмір. Це зумовлює природну ширину лінії ППР. Показано, що в сферичних металевих
наночастинках можуть спостерігатися осциляції ширини лінії ППР зі зміною діелектричної проникності середовища, в якому вони знаходяться.
Осциляції добре виражені для наночастинок з меншими радіусами і зникають для наночастинок великих радіусів.
Величина цих осциляцій збільшується зі зменшенням радіусу наночастинки і помітно зростає зі збільшенням діелектричної проникності оточуючого середовища. Ключові слова: металеві наночастинки, електрони провідності, поверхневі плазмони, плазмонна частота, поверхневий плазмонний резонанс, ширина лінії ППР, діелектричне середовище, діелектрична проникність.
А.А. Білюк, О.Ю. Семчук, О.О. Гаврилюк
е-mail: philosoph.tb@gmail.com
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License.