Оптичні явища в сферичних металевих наночастинках. Нелокальна теорія
| Автори | Р.Ю. Корольков , О.Ю. Бережний |
| Афіліація |
Національний університет «Запорізька політехніка», 69011 Запоріжжя, Україна |
| Е-mail | romankor@zp.edu.ua |
| Випуск | Том 17, Рік 2025, Номер 6 |
| Дати | Одержано 19 липня 2025; у відредагованій формі 14 грудня 2025; опубліковано online 19 грудня 2025 |
| Цитування | Р.Ю. Корольков, О.Ю. Бережний, Ж. нано- електрон. фіз. 17 № 6, 06036 (2025) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.17(6).06036 |
| PACS Number(s) | 78.67. – n, 78.67.Bf, 78.20.Ci |
| Ключові слова | Сферична металева наночастинка (2) , Діелектрична функція (4) , Нелокальна теорія (3) , Поляризовність (3) , Поверхневий плазмонний резонанс (10) , Перерізи поглинання та розсіювання. |
| Анотація |
В роботі досліджено вплив нелокальних явищ на плазмонні властивості металевих наночастинок. Запропоновано математичну модель для визначення частотних залежностей таких оптичних характеристик як діелектрична функція, поляризовність, перерізи поглинання та розсіювання. Отримано співвідношення для розмірної залежності частот нелокальних мультипольних поверхневих плазмонних резонансів. Показано, що в інфрачервоній області частот відмінності між теорією Друде і нелокальною теорією є досить суттєвими, у той час як в оптичній області спектра результати розрахунків, відповідних діелектричних функцій практично ідентичні. Встановлено, що як у теорії Друде, так і в нелокальній теорії зміна розміру наночастинок впливає лише на ширину спектральної лінії, а не на величину частоти нелокальних (або локальних) поверхневих плазмонних резонансів. Результати розрахунків свідчать про наявність синього зсуву максимумів уявної частини нелокальної поляризвності зі збільшенням порядку мультипольності і максимуму уявної частини нелокальної дипольної поляризовності відносно максимуму уявної частини локальної поляризовності. Показано, що для відносно малих наночастинок максимальні перерізи поглинання та розсіювання мають один порядок, тоді як зі збільшенням радіусу процеси розсіювання починають переважати над процесами поглинання. Продемонстровано повну аналогію в поведінці кривих частотних залежностей уявної частини поляризовності і перерізу поглинання, що пояснюється лінійним зв’язком вказаних оптичних характеристик. Встановлено суттєвий вплив на характер частотних залежностей перерізу поглинання як властивостей матеріалу наночастинок, так і властивостей навколишнього діелектрика. Показано, що поведінка частот поверхневого плазмонного резонансу теорії Друде і нелокальної теорії має як подібності, так і відмінності. Зокрема, зі зростанням мультипольності обидві теорії передбачають збільшення цієї частоти. У той же час за однакової мультипольності резонансна частота за теорією Друде не залежить від радіусу частинки, тоді як за нелокальною теорією резонансна частота зменшується зі збільшенням радіусу частинки. |
|
Перелік посилань |
Інші статті цього номера
1) Підвищення коерцитивності тонких плівок Pt/Co та Pt/Co/Pt/Co шляхом іонного опромінення Ar+ з подальшою термічною обробкою [06001-1-06001-9]2) Мультисенсорна система на базі пористого кремнію з мультиагентною обробкою даних [06002-1-06002-6]
3) Передумови та перспективи індукційно-магнетронного збудження плазми в джерелах з холодним катодом [06003-1-06003-10]
4) Дослідження та моделювання FSS для багатодіапазонних і дуже широкосмугових додатків з подвійною поляризацією за формулюванням поперечної хвилі [06004-1-06004-5]
5) Дослідження та покращення продуктивності ультратонких сонячних елементів CIGS [06005-1-06005-6]
6) Аналіз ефективності нанопокриттів для поверхонь лопаток підводних турбін з вертикальною віссю [06006-1-06006-6]
7) Вплив температури та геометричного масштабування на продуктивність КМОП-інвертора: статичний та динамічний параметричний аналіз [06007-1-06007-7]
8) Структура та властивості дифузійних титанових покриттів на основі твердих сплавів [06008-1-06008-5]
9) Механізм виділення тепла з нікелю або іншого металу, наповненого воднем [06009-1-06009-9]
10) Вплив концентрації наночастинок срібла на плазмон-підсилену флюоресценцію пірену в розчині та тонкій нанокомпозитній плівці [06010-1-06010-6]
11) Ефективне управління енергією гібридної відновлюваної енергетики [06011-1-06011-5]
12) Стратегія управління енергією, що зберігає конфіденційність, для гібридних систем зберігання даних з алгоритмом федеративного навчання [06012-1-06012-5]
13) Нано-платформи периферійних обчислень для передових інтелектуальних навчальних середовищ [06013-1-06013-5]
14) Космологічна модель струн типу I антижорсткого LRS Біанкі у загальній теорії відносності [06014-1-06014-4]
15) Компактна всеспрямована надширокосмугова трапецієподібна щілинна антена для застосувань Інтернету речей [06015-1-06015-4]
16) Аналіз та візуалізація кубітівних перетворень на сфері Блоха: дослідження квантових вентилів, стійкості до шуму та обчислювальних застосувань [06016-1-06016-5]
17) Алгоритми машинного навчання для адаптивного формування променя в інтелектуальних антенних системах [06017-1-06017-5]
18) Проектування та розробка компактної мікросмужкової патч-антени з високою пропускною здатністю для бездротового зв'язку [06018-1-06018-5]
19) Інфляційна космологічна модель типу Б'янкі VI0 з експоненціальним потенціалом [06019-1-06019-4]
20) Зменшення бічних пелюсток за допомогою звуження та віконування в діаграмі спрямованості антени для радіолокаційних систем [06020-1-06020-5]
21) Проектування та моделювання компактної U-подібної 4-елементної MIMO-антени для безпечних Wi-Fi-додатків [06021-1-06021-4]
22) Новий енергоефективний підхід для створення TSPC-тригерів з двостороннім спрацьовуванням без постійного струму з використанням STC [06022-1-06022-5]
23) Антенна решітка Rotman на основі лінз Rotman з керованим променем та серією Combline для застосувань у 5G IoT [06023-1-06023-4]
24) Багатодіапазонна всеспрямована фрактальна антена типу "метелик" для застосувань Інтернету речей [06024-1-06024-5]
25) Проектування багатокотушкової резонансної бездротової передачі енергії для офісних комунікаційних систем [06025-1-06025-5]
26) Останні досягнення в галузі стабільності та фотокаталітичного застосування в деградації перовскітів CsPbX3(X Cl, Br, I): огляд [06026-1-06026-5]
27) Розробка перспективного катодного каталізатора на основі цеолітного імідазолатного каркасу з наноструктурою для низькотемпературних паливних елементів [06027-1-06027-5]
28) Покращені характеристики патч-антени для бездротового зв'язку з використанням метаматеріальної структури [06028-1-06028-4]
29) Методика оптимізації оптичних властивостей наноматеріалів для фотонних сенсорів [06029-1-06029-6]
30) Дослідження морфології підкладки та електричних характеристик наноструктурованих кремнієвих сонячних елементів [06030-1-06030-5]
31) Термодинаміка фазових рівноваг та реакційного спікання мікрохвильових керамічних діелектриків у системі BaO – TiO2 – MgO [06031-1-06031-6]
32) Досягнення ефективності 38,27% у сонячних елементах CIGS з використанням поля V2O5 на задній поверхні та шарів подвійного вікна: підхід моделювання [06032-1-06032-10]
33) Спектральні особливості термостимульованого фазового перетворення тонких плівок на основі оксидів перехідних металів, легованих германієм [06033-1-06033-10]
34) Проектування та розробка низькопрофільної гнучкої антени на частоті 3,5 ГГц з використанням різних матеріалів підкладки [06034-1-06034-9]
35) Статичний і динамічний пружні модулі нанокомпозитів поліпропілена, тефлона та багатостінних вуглецевих нанотрубок [06035-1-06035-7]
36) Хаотична лазерна мода [06037-1-06037-6]
37) Адаптація пористого вуглецю, отриманого з конопель, шляхом хімічної активації: аналіз фрактальної розмірності та ємнісні властивості [06038-1-06038-10]
