Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Концентрационная зависимость полосы плазмонного поверхностного резонанса поглощения наноструктур золота в углеродсодержащих матрицах


https://doi.org/10.29235/1561-2430-2019-55-2-232-241

Полный текст:


Аннотация

Экспериментально установлено, что для наноструктур Au–С60 наблюдается подавление длинноволнового концентрационного сдвига максимума полосы плазмонного поверхностного резонанса поглощения. Проведено теоретическое моделирование спектральных характеристик углеродсодержащих наноструктур. Расчеты экстинкции для одной металлической наночастицы проводились с использованием теории Ми для поглощающих матриц. Коэффициент когерентного пропускания плотноупакованного монослоя плазмонных наночастиц вычислялся с использованием модифицированного для поглощающих матриц приближения однократного когерентного рассеяния. Тонкопленочные наноструктуры Au и Au–C60 на подложках из стекла и кварца получали методом термического испарения и конденсации в вакууме при остаточном давлении воздуха 2·10–3 Па. Поверхностная плотность Au в наноструктурах Au–C60 изменялась в пределах (3,86–7,98)·10–6 г·см–2 . На основе сравнения теоретических и экспериментальных результатов сделан вывод об ослаблении коллективных латеральных электродинамических взаимодействий между наночастицами золота в фуллереновой матрице С60, характеризующейся наличием поглощения.


Об авторах

Р. А. Дынич
Институт физики им. Б. И. Степанова Национальной академии наук Беларуси
Беларусь

Дынич Роман Анатольевич – кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Центра фотоники атомных и молекулярных структур

пр. Независимости, 68-2, 220072, г. Минск, Республика Беларусь



А. Д. Замковец
Институт физики им. Б. И. Степанова Национальной академии наук Беларуси
Беларусь

Замковец Анатолий Дмитриевич – кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Центра фотоники атомных и молекулярных структур

пр. Независимости, 68-2, 220072, г. Минск, Республика Беларусь



А. Н. Понявина
Институт физики им. Б. И. Степанова Национальной академии наук Беларуси
Беларусь

Понявина Алина Николаевна – доктор физико-математических наук, доцент, главный научный сотрудник Центра фотоники атомных и молекулярных структур

пр. Независимости, 68-2, 220072, г. Минск, Республика Беларусь



Э. М. Шпилевский
Институт тепло- и массообмена им. А. В. Лыкова Национальной академии наук Беларуси
Беларусь

Шпилевский Эдуард Михайлович – кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории синтеза и анализа микро- и наноразмерных материалов

ул. П. Бровки, 15, 220072, г. Минск, Республика Беларусь



Список литературы

1. Золотые наноструктуры с плазмонным резонансом для биомедицинских исследований/ Н. Г. Хлебцов [и др.] // Рос. нанотехнологии. – 2007. – т. 2, № 3/4. – С. 69–86.

2. Климов, В. В. Наноплазмоника / В. В. Климов. – М.: Физматлит, 2009. – 480 с.

3. Kreibig, U. Optical Properties of Metal Clusters / U. Kreibig, M. Volmer. – Berlin: Springer-Verlag, 1995 – 532 р. https://doi.org/10.1007/978-3-662-09109-8

4. Ponyavina, A. Plasmonic spectroscopy of densely packed and layered metallic nanostructures / A. Ponyavina, S. Kachan // Polarimetric Detection, Characterization, and Remote Sensing / eds.: M. Mishchenko, Ya. Yatskiv, V. Rozenbush, G. Videen. – Springer, 2011. – P. 383–408. https://doi.org/10.1007/978-94-007-1636-0_15

5. Zamkovets, A. D. Concentration-related enhancement of the sensitivity of surface plasmon resonance of metallic nanoparticles to the characteristics of a dielectric environment / A. D. Zamkovets, S. M. Kachan, A. N. Ponyavina // J. Appl. Spectrosc. – 2008. – Vol. 75, № 4. – P. 588–592. https://doi.org/10.1007/s10812-008-9072-z

6. Khlebtsov, B. N. Collective Plasmon Resonances in Monolayers of Metal Nanoparticles and Nanoshells / B. N. Khlebtsov, V. A. Khanadeyev, N. G. Khlebtsov // Opt. Spectrosc. – 2008. – Vol. 104, №. 2. – P. 282–294. https://doi.org/10.1134/s0030400x08020239

7. Kachan, S. M. Spectral properties of close-packed monolayers consisted of metal nanospheres / S. M. Kachan, A. N. Ponyavina // J. Phys. Condens. Matter. – 2002. – Vol. 14, №. 1. – P. 103–111. https://doi.org/10.1088/0953-8984/14/1/309

8. Lebedev, A. N. Optical extinction of an assembly of spherical particles in an absorbing medium: Application to silver clusters in absorbing organic materials / A. N. Lebedev, O. Stenzel // Eur. Phys. J. D. – 1999. – Vol. 7. – P. 83–88. https://doi.org/10.1007/s100530050351

9. Dynich, R. A. Local field enhancement around spherical nanoparticles in the absorbing medium / R. A. Dynich, A. N. Ponyavina, V. V. Filippov // J. Appl. Spectr. – 2009. – Vol. 76, №. 5. – P. 705–710. https://doi.org/10.1007/s10812-009-9248-1

10. Исимару, А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах: в 2 т. / А. Исимару. – М.: Мир, 1981. – т. 2.

11. Hong, K. M. Multiple scattering of electromagnetic waves by a crowded monolayer of spheres: application to migration imaging films / K. M. Hong // J. Opt. Soc. Am. – 1980. – Vol. 70, № 7. – P. 821–826. https://doi.org/10.1364/josa.70.000821

12. Понявина, А. Н. Когерентное отражение и пропускание плотноупакованных монослоев рассеивателей / А. Н. Понявина, Н. И. Сильванович // Журн. приклад. спектроскопии. – 1990. – т. 53, № 2. – С. 299–305.

13. Comparison of optical scattering experiments and the quasi-crystalline approximation for dense media / R. West [et al.] // J. Opt. Soc. Am. A. – 1994. – Vol. 11, № 6. – P. 1854–1858. https://doi.org/10.1364/josaa.11.001854

14. Loiko, V. A. Monolayers of discrete scatteres: comparison of the single scattering and quasi-crystalline approximation / V. A. Loiko, V. P. Dick, V. I. Molochko // J. Opt. Soc. Am. A. – 1998. – Vol. 15, № 9. – P. 2351–2354. https://doi.org/10.1364/josaa.15.002351

15. Miskevich, A. A. Two-dimensional planar photonic crystals: Calculation of coherent transmittance and reflectance at normal illumination under the quasicrystalline approximation / A. A. Miskevich, V. A. Loiko // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. – 2011. – Vol. 112, № 6. – P. 1082–1089. ttps://doi.org/10.1016/j.jqsrt.2010.11.019

16. Иванов, А. П. Распространение света в плотноупакованных дисперсных средах / А. П. Иванов, В. А. Лойко, В. П. Дик. – Минск: Наука и техника, 1988. – 191 с.

17. Dynich, R. A. Extraordinary transmission of thin metal films doped with densely-packed dielectric nanospheres / R. A. Dynich, A. N. Ponyavina // Physics, Chemistry and Applications of Nanostructures. – 2013. – P. 102–104. https://doi.org/10.1142/9789814460187_0024

18. Sudiarta, I. W. Mie-scattering formalism for spherical particles embedded in an absorbing medium / I. W. Sudiarta, P. Chylek // J. Opt. Soc. Am. A. – 2001. – Vol. 18, № 6. – P. 1275. https://doi.org/10.1364/josaa.18.001275

19. Johnson, P. Optical constants of the noble metals / P. Johnson, R. Christy // Phys. Rev. B. – 1972. – Vol. 6, № 12. – P. 4370–4379. https://doi.org/10.1103/physrevb.6.4370

20. Width of cluster plasmon resonances: Bulk dielectric functions and chemical interface damping / H. Hövel [et al.] // Phys. Rev. B. – 1993. – Vol. 48, № 24. – P. 18148–18154. https://doi.org/10.1103/physrevb.48.18178

21. Розенберг, Г. В. Оптика тонкослойных покрытий / Г. В. Розенберг. – М.: Физматгиз, 1958. – 570 с.


Дополнительные файлы

Просмотров: 130

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1561-2430 (Print)
ISSN 2524-2415 (Online)