Ноябрь 2015, № 13 (188)

УДК: 537.63;539.22Кучеренко М.Г., Налбандян В.М. СПЕКТРЫ ПОЛЯРИЗУЕМОСТИ НАНОКЛАСТЕРОВ ИЗ ДВУХ КОМПОЗИТНЫХ ЧАСТИЦ ВО ВНЕШНЕМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ На основе точных решений уравнений Лапласа в сопряженных анизотропных областях получены выражения для тензора дипольной электрической поляризуемости двуслойных сферических наночастиц с различными материалами слоев во внешнем магнитном поле. На основе этих выражений исследованы частотные зависимости поляризуемости композитов состава металл/диэлектрик и диэлектрик/металл для различных значений индукции магнитного поля, радиусов сердцевин и оболочек глобул. Для расчетов использовались значения параметров материалов (плазменные частоты металлов и диэлектрические проницаемости бездисперсионных диэлектриков), типичные для благородных металлов (Ag, Au), диоксида кремния (SiO₂) и оптического стекла. Установлено, что спектры поляризуемости кластера, состоящего из двух сферических частиц с металлическими ядрами, имеют два плазмонных резонанса, разнесенных по частоте, а из частиц с диэлектрическими ядрами и металлическими оболочками  — четыре. Исследовано влияние внешнего магнитного поля на спектры электрической поляризуемости нанокластеров из сферических композитных частиц различного состава и геометрии. Как и в ранее исследованном случае однородных проводящих частиц в магнитном поле, для кластеров наблюдается расщепление спектральных пиков на отдельные компоненты, которые с увеличением индукции магнитного поля расходятся в противоположных направлениях частотной шкалы. Изучены оптические свойства композитных нанокластеров с замагниченной плазмой металлических компонентов при различных геометрических параметрах системы. Обнаружено, что частоты плазмонных резонансов в спектрах поляризуемостей кластеров имеют сильную зависимость от соотношения толщин слоев композитных частиц. Сделан вывод о появлении расширенной возможности изменения спектрально-оптических свойств кластера (контроль смещения резонансов и их интенсивности) посредством варьирования геометрических параметров композитов и наложения внешнего магнитного поля. Ключевые слова: поляризуемость двухчастичного кластера, слоистые наночастицы, магнитное поле, плазмонный резонанс.

Загрузить

Список использованной литературы:

1. Климов, В. В. Наноплазмоника / В. В Климов // М.: Физматлит. 2009.  — 480 c.

2. Кучеренко М.Г. Процессы с участием электронно-возбужденных молекул на поверхностях твердых адсорбентов / М.Г., Кучеренко, Т.М. Чмерева // Оренбург: Оренбургский государственный университет. Монография. 2010.  — 346 с.

3. Oldenburg, S.J. Nanoengineering of optical resonances/ S.J. Oldenburg, R.D. Averitt, S.L. Westcott, N.J. Halas // Chem. Phys. Lett.  — 1998.  — V. 288.  — P. 243–247.

4. Лебедев, В.С. Оптические свойства композитных наночастиц благородных металлов, покрытых мономолекулярным слоем J-агрегата органического красителя / В.С. Лебедев, А.С. Медведев, Д.Н. Васильев, Д.А. Чубич, А.Г. Витухновский // Квантовая электроника.  — 2010. — Т. 40.  — № 3.  — С. 246–253.

5. Ken-Tye Yong Synthesis and plasmonic properties of silver and gold nanoshells on polystyrene cores of different size and of old–silver core–shell nanostructures/ Ken-Tye Yong, Yudhisthira Sahoо, Mark T. Swihart, Paras N. Prasad // Colloids and Surfaces A: Physicochem. and Eng. Aspects.   — 2006.  — V. 290.  — P. 89–105.

6. Dobrowolska, P. Application of Turkevich Method for Gold Nanoparticles Synthesis to Fabrication of SiO2@Au and TiO2@Au Core-Shell Nanostructures/ P. Dobrowolska et al. // Materials. — 2015. — V. 8. P. 2849–2862.

7. Antonio M. Brito-Silva Improved Synthesis of Gold and Silver Nanoshells/ Antonio M. Brito-Silva et al.// Langmuir.  — 2013.  — V. 29.  — P. 4366−4372.

8. Da Jian Wu Modulation of anisotropic middle layer on the plasmon couplings in sandwiched gold nanoshells / Da Jian Wu et al. // Gold Bull.   — 2012.  — V. 45. –P. 197–201.

9. Khlebtsova, B.N. Biosensing potential of silica/gold nanoshells: Sensitivity of plasmon resonance to the local dielectric environment/ B.N. Khlebtsova, N.G. Khlebtsov // Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer.  — 2007.  — V. 106. –P. 154–169.

10. Katsuaki Tanabe Field Enhancement around Metal Nanoparticles and Nanoshells: A Systematic Investigation / Katsuaki Tanabe // J. Phys. Chem. C.   — 2008.  — V. 112. –P. 15721–15728.

11. Чмерева, Т.М. Межмолекулярный безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения вблизи проводящей пленки/ Т.М. Чмерева, М.Г. Кучеренко // Известия вузов. Физика.  — 2014 –Т .57.  — № 10.  — С. 116–121.

12. Кучеренко, М.Г. Модификация спектра дипольной электрической поляризуемости кластера из двух проводящих сферических наночастиц во внешнем магнитном поле/ М.Г. Кучеренко, В.М. Налбандян // Вестник ОГУ. 2014. № 1. С. 118-126.

13. Налбандян, В.М. Сечение поглощения двухчастичного кластера из проводящих слоистых наночастиц с вырожденным электронным газом / В.М. Налбандян, М.Г. Кучеренко // 9-ая Междунар. научная конфер. "Хаос и структуры в нелинейных системах. Теория и эксперимент", Казахстан, Караганда 2015.  — 525-530 с.

14. Кучеренко, М.Г. Спектры дипольной поляризуемости кластеров из двух проводящих наночастиц с вырожденным электронным газом / М.Г. Кучеренко, В.М. Налбандян // Матер. Всеросс. научно-метод. конфер. "Университетский комплекс как регион. центр образования, науки и культуры", Оренбург, 2015.  — 1084-1090 с.

15. Кучеренко, М.Г. Тензорное представление динамической поляризуемости двухчастичного нанокластера в приближении точечных диполей/ М.Г. Кучеренко // Матер. Всеросс. научно-метод. конфер. "Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры".  — Оренбург: 2014.  — 1412-1421 с.

О статье

Авторы: Кучеренко М.Г., Налбандян В.М.

Год: 2015

Главный редактор

Сергей Александрович
МИРОШНИКОВ

© Электронное периодическое издание: ВЕСТНИК ОГУ on-line (VESTNIK OSU on-line), ISSN on-line 1814-6465
Зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
Свидетельство о регистрации СМИ: Эл № ФС77-37678 от 29 сентября 2009 г.
Учредитель: Оренбургский государственный университет (ОГУ)
Главный редактор: С.А. Мирошников
Адрес редакции: 460018, г. Оренбург, проспект Победы, д. 13, к. 2335
Тел./факс: (3532)37-27-78 E-mail: vestnik@mail.osu.ru