Оптична антена-резонатор на основі металевої витягнутої сфероїдальної наночастинки
| Автори | А.В. Коротун1,2 , В.П. Курбацький1, Г.В. Мороз1, Р.Ю. Корольков1 , Н.М. Нагорна1 |
| Афіліація |
1Національний університет «Запорізька політехніка», 69063 Запоріжжя, Україна 2Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, 03142 Київ, Україна |
| Е-mail | andko@zp.edu.ua |
| Випуск | Том 18, Рік 2026, Номер 3 |
| Дати | Одержано 20 березня 2026; у відредагованій формі 14 червня 2026; опубліковано online 26 червня 2026 |
| Цитування | А.В. Коротун, В.П. Курбацький, Г.В. Мороз, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 18 № 3, 03030 (2026) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.18(3).03030 |
| PACS Number(s) | 42.60.By, 73.20.Mf, 84.40.Ba |
| Ключові слова | Оптична наноантена, Нанорезонатор, Коефіцієнти блискавковідводу та корисної дії, Підсилення електричних полів, Добротність (9) , Фактор Парселла (2) . |
| Анотація |
У роботі досліджено антенні та резонаторні характеристики витягнутих сфероїдальних металічних наночастинок. Обговорюється принцип роботи оптичної нанорозмірної антени. Встановлено зв’язок між антенними та резонаторними властивостями металевих наночастинок. Отримано частотні та розмірні залежності поздовжнього підсилення поля, добротності, фактора Парселла та фактора зв’язку спонтанного випромінювання з резонатором, а також розмірні залежності коефіцієнтів блискавковідводу, корисної дії, частоти поздовжнього поверхневого плазмонного резонансу та зміни швидкості спонтанної емісії. Встановлено співвідношення, що пов’язують зазначені величини одна з одною, які свідчать про наявність тісного зв’язку між характеристиками оптичних нанорозмірних антен і нанорезонаторів. Описано поведінку максимумів частотних залежностей поздовжнього підсилення поля та фактора Парселла за зміни ексцентриситету сфероїдальної наночастинки. Показано, що зі збільшенням ексцентриситету частинки (наближенням її форми до циліндричної) коефіцієнти блискавковідводу, корисної дії та зміни швидкості спонтанної емісії збільшуються. При цьому частота поздовжнього поверхневого плазмонного резонансу зменшується, переходячи з ближнього ультрафіолетового в оптичний (для частинок деяких металів – інфрачервоний) діапазон. Встановлено, що у граничному випадку частинки нескінченної довжини коефіцієнт блискавковідводу стає нескінченно великим. Виявлено тісний зв’язок між антенними та резонаторними властивостями сфероїдальних наночастинок, що підтверджується близькою до одиниці величиною фактора зв’язку спонтанного випромінювання з резонатором в інфрачервоній та видимій областях спектру. Встановлено, що зростання відношення площі поверхні до об’єму наночастинок при зменшенні їх розміру призводить до зменшення коефіцієнта корисної дії та збільшення зміни швидкості спонтанної емісії. Крім того, при збільшенні розмірів (довжин півосей) наночастинок спостерігається зростання поздовжньої компоненти тензора добротності. |
|
Перелік посилань |
Інші статті цього номера
1) Гетероструктури CoFe2O4/InSe на основі шаруватих кристалів: електричні та фотоелектричні властивості [03001-1-03001-4]2) Методи управління локальністю резонаторних зондів коаксіального типу у НВЧ сенсориці [03002-1-03002-4]
3) Вплив взаємодії інтенсивного УФ-випромінювання з тонкими плівками NZO [03003-1-03003-7]
4) Дослідження наночастинок оксиду кадмію в умовах затухання акустичних ударних хвиль [03004-1-03004-5]
5) Чисельне дослідження пружно-механічних властивостей металоматричного композиту Al/SiC [03005-1-03005-5]
6) Проєктування та оптимізація компактного 2D фотонно-кристалічного фільтра з ромбоподібною порожниною для оптичного зондування [03006-1-03006-6]
7) Органічний світловипромінювальний пристрій на основі квантової ями з настроюванням за кольором [03007-1-03007-5]
8) Наномодифіковані полімерні композитні бандажні системи для ремонту трубопроводів газо-нафтотранспортного комплексу [03008-1-03008-7]
9) Вплив сильного пустельного пилу на багатохвильові оптичні лінії у вільному просторі: порівняльне дослідження для 850, 1550 та 3800 нм [03009-1-03009-9]
10) Вплив допування Bi на оптичні та структурні властивості тонких плівок ZnO: роль енергії Урбаха та механічних напружень [03010-1-03010-7]
11) Еліпсометрична характеристика наноструктур SiO2/Au/Cr для стабільних ППР-сенсорів [03011-1-03011-5]
12) Сучасні інструменти САПР для одноелектронних нанопристроїв [03012-1-03012-6]
13) Створення мікросмужкового сенсора гігагерцового діапазону для контролю легування напівпровідникових структур [03013-1-03013-5]
14) Вплив матеріалу корпусу на електричні характеристики двозатворного JLFET з піднятим витоком-стоком [03014-1-03014-5]
15) Антена з дефектами заземлення у формі кулі та прямокутника для зв'язку 5G середнього діапазону нижче 6 ГГц [03015-1-03015-5]
16) Проєктування та аналіз антени на основі полібавовняної підкладки для міліметрових хвиль 5G та застосувань WBAN [03016-1-03016-5]
17) Дводіапазонна кругла патч-антена з F-подібними прорізами для бездротових застосувань в S- та C-діапазонах [03017-1-03017-5]
18) Розробка унікальної смугово-частотної селективної поверхні для радіолокаційного застосування [03018-1-03018-5]
19) Компактна Т-подібна кругла патч-антена для застосувань у C-діапазоні [03019-1-03019-5]
20) Частотно-селективна поверхня (FSS) з високою кутовою стабільністю та нечутливими до поляризації характеристиками для широкосмугових застосувань [03020-1-03020-5]
21) Плазмонний зв’язок у димерах наночастинок срібла: 3D-FDTD Моделювання оптичного відгуку, що залежить від відстані [03021-1-03021-5]
22) Аналіз еліптичної патч-антени для супутникового зв’язку C-діапазону [03022-1-03022-4]
23) Розробка та аналіз Т-подібної антени міліметрового діапазону на частоті 47 ГГц у застосунку 6G [03023-1-03023-5]
24) Компактна кругла пелюсткова фрактальна антена з дефектною структурою заземленої площини для радіолокаційних застосувань 5G та X-діапазону в діапазоні менше 6 ГГц [03024-1-03024-4]
25) Оптимізація різних фізичних властивостей перовскітного сонячного елемента на основі CsPbI3 – XBrX (X = 0, 1) [03025-1-03025-4]
26) Компактна дводіапазонна патч-антена у формі квітки з прямокутним DGS для застосувань WLAN/WiMAX [03026-1-03026-4]
27) Проєктування та оптимізація MIMO-антени з рослинною структурою для передових бездротових систем Wi-Fi 6E [03027-1-03027-5]
28) Полімерні нанокомпозитні плівки, леговані п’єзоелектричними наночастинками оксидів металів [03028-1-03028-6]
29) Електронна енергетична структура GaAs легованого Sc [03029-1-03029-7]
30) InN-діоди Ганна субміліметрового діапазону з варізонним GaInN-інжектором [03031-1-03031-10]
31) Дослідження структурних та оптичних властивостей тонких плівок Er2O3, вирощених методом спрей-піролізу з нітрату ербію [03032-1-03032-7]
32) Оцінка дії мікроорганізмів на епоксидні нанокомпозити для обладнання газо-нафтотранспортного комплексу [03033-1-03033-7]
33) Регламент формування зони теплового впливу підземного теплообмінника як фактора екологічного ризику для ґрунтового середовища [03034-1-03034-7]
34) Моделювання феромагнетизму кімнатної температури в гідрованому колегованому ZnO за раціональною функцією [03035-1-03035-4]
35) Чотириелементна MIMO-антена з рознесенням діаграм спрямованості та покращеною ізоляцією для міліметрових хвиль 5G [03036-1-03036-7]
36) Високоякісні тонкі плівки Co3S4 з електропровідністю, отримані методом розпилювального піролізу [03037-1-03037-6]
