УДК: 539.23; 539.216.1Кучеренко М.Г. ДИНАМИЧЕСКАЯ ПОЛЯРИЗУЕМОСТЬ НАНОШАРА В СЛУЧАЕ ВЫРОЖДЕННОГО ЭЛЕКТРОННОГО ГАЗА И ЕЕ РОЛЬ В ПЛАЗМОННОМ МЕХАНИЗМЕ ПЕРЕДАЧИ ЭНЕРГИИПоказано, каким образом вырожденность электронного газа в сферической металлической наночастице сказывается на резонансном поведении ее дипольной поляризуемости в монохроматическом электромагнитном поле на оптических частотах при наличии диссипативных процессов в проводнике (комплексности диэлектрической проницаемости). Частотные зависимости действительной и мнимой частей поляризуемости сферической наночастицы получены в виде графиков для различных значений радиуса частиц, длины томас-фермиевского экранирования и постоянной затухания. Представлены выражения для скорости безызлучательного переноса энергии между молекулами вблизи наночастицы и скорости передачи энергии к ней, включающие в себя динамическую поляризуемость наносферы с вырожденным электронным газом. Ключевые слова: поляризуемость сферической наночастицы, вырожденный электронный газ, томас-фермиевское экранирование, плазмоны, перенос энергии.
Список использованной литературы:
1. Gersten J., Nitzan A. Spectroscopic properties of molecules interacting with small dielectric particles // J. Chem. Phys. 1981. -V. 75. 1139; doi:10.1063 /1.442161 (14 pages).
2. Gersten J. I., Nitzan A. Accelerated energy transfer between molecules near a solid particle // Chem. Phys. Letters. 1984. V. 104. -Issue 1. –P. 31-37.
3. Hua X.M., Gersten J. I., Nitzan A. Theory of energy transfer between molecules near solid state particles // J. Chem. Phys. 1985. V. 83. — Issue 7. –P. 3650 -3659.
4. Klimov V. V., Letokhov V. S. Resonance interaction between two atomic dipoles separated by the surface of a dielectric nanosphere // Phys. Rev. A. 1998. –V. 58. N 4. –P. 3235-3247.
5. Novotny L., Hecht B. Principles of Nano-Optics. Cambridge University Press, New York, 2006. -539 p.
6. Govorov A.O., Lee J., Kotov N.A. Theory of plasmon-enhanced Forster energy transfer in optically excited semiconductor and metal nanoparticles // Phys. Rev. B. 2007. — V. 76. -P. 125308.
7. Durach M., Rusina A., Klimov V. I., Stockman M. I. Nanoplasmonic renormalization and enhancement of Coulomb interactions // New J. Phys. 2008. V.10. 105011.
8. Kucherenko M. G., Chmereva T. M., Kislov D. A. Energy Transfer in Molecular Systems at the Surface of Metal Solids and Nanoparticles // High Energy Chemistry. 2009. Vol. 43. -No. 7. -P. 587-591.
9. Marocico C. A., Knoester J. Intermolecular resonance energy transfer in the presence of a dielectric cylinder // Phys. Rev. A 79. 2009. P. 053816 (1-15)
10. Davis T. J., Gomez D. E., Vernon K. C. Interaction of molecules with localized surface plasmons in metallic nanoparticles // Phys. Rev. B 81. 2010. –P. 045432 (1-11)
11. Chung H. Y., Leung P. T., Tsai D. P. Enhanced Intermolecular Energy Transfer in the Vicinity of a Plasmonic Nanorice // Plasmonics. 2010. DOI 10.1007/s11468-010-9151-x. # Springer Science+Business Media, LLC 2010
12. Pustovit V. N., Shahbazyan T.V. Resonance energy transfer near metal nanostructures mediated by surface plasmons // Phys. Rev. B. 2011. V.83. –P. 085427 (1-5).
13. Кучеренко М.Г., Кислов Д.А., Чмерева Т.М. Повышение качества FRET-SNOM изображений посредством плазмонного резонанса в наноантеннах // Сборник материалов международной научной конференции: "Наука и образование: фундаментальные основы, технологии, инновации". Часть 5. Оренбург: ОГУ. 2010. — 369 с. — С. 351-356.
14. Кучеренко М.Г., Чмерева Т.М. Процессы с участием электронно– возбужденных молекул на поверхностях твердых адсорбентов. Оренбург: Оренбургский государственный университет. Монография. 2010. -346 с.
15. Кучеренко М.Г., Чмерева Т.М., Кислов Д.А. Увеличение скорости межмолекулярного безызлучательного переноса энергии электронного возбуждения вблизи плоской границы твердого тела // Вестник ОГУ. 2011. №1. С. 170-181. http://vestnik.osu.ru/2011_1/30.pdf
16. Давыдов А.С. Теория твердого тела. М.,Наука, 1976, 639 с.
17. Ландау Л.Д., Лифшиц. Е.М. Квантовая механика. Нерелятивистская теория. Т. III. М.: Наука. 1974. — 752 с.
18. Born M., Wolf E. Principles of Optics. Electromagnetic theory of propagation, interference and diffraction of light. Forth edition. Pergamon Press. Oxford-London-Edinburgh-New York-Raris-Frankfurt. 1968.
19. Mie G. // Ann. der Physik. 1908. -V. 25. –P. 377-445.
20. Смирнов М. Б., Крайнов В.П. Многократная ионизация томас– фермиевского кластера сильным электромагнитным полем // ЖЭТФ. 1999. -Т. 115. -Вып. 6. –С. 2014-2019.
21. Крайнов В.П., Смирнов М. Б. Эволюция больших кластеров под действием ультракороткого сверхмощного лазерного импульса // Успехи физ. наук. 2000. -Т. 170. -№ 9. –С. 969-990.
22. Гадомский О.Н., Шалин А.С. Электронные состояния в металлических кластерах // ЖЭТФ. 2007. –Т. 131. — Вып. 5. — С. 5-13.
23. Ландау Л.Д., Лифшиц. Е.М. Электродинамика сплошных сред. Т. VIII. М.: ФИЗМАТЛИТ. 2003. — 656 с.
О статье
Автор: Кучеренко М.Г.
Год: 2012
|