zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-264Research ArticleСтатьиПОВЕРХНОСТНЫЙ ПЛАЗМОННЫЙ РЕЗОНАНС ВЫСОКОГО ПОРЯДКА И УСИЛЕНИЕ БЛИЖНЕГО ПОЛЯ В ДИМЕРАХ АСИММЕТРИЧНОЕ НАНОКОЛЬЦО/ЭЛЛИПСОИДHIGH-ORDER SURFACE PLASMONIC RESONANCE AND NEAR FIELD ENHANCEMENT IN ASYMMETRIC NANORING/ELLIPSOID DIMERSWangZh. .WangZh. .wangzhaohua841102@163.comRenL. .RenL. .noemail@neicon.ruЭнергетический институт, Колледж ЮйлиньEnergy Engineering Institute, Yulin College201810032020853500504Copyright © Wang Z..., Ren L..., 20202020Wang Z..., Ren L...Wang Z..., Ren L...Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/264

Теоретически исследованы оптические свойства димеров, сформированных на основе асимметричное нанокольцо/эллипсоид с нарушением геометрической симметрии. Получены перестраиваемые поверхностные плазмонные резонансы высокого порядка. Показано, что такие резонансы обусловлены плазмонной связью между модами наноэллипсоида и асимметричного нанокольца. При соединении этих двух наноструктур на наноэллипсоиде наблюдается токовая петля. Поверхностный плазмонный резонанс этой наноструктуры может также формировать усиленные локальные поля, что можно использовать в поверхностно-усиленной спектроскопии и биосенсорном анализе.

Optical properties of the asymmetric nanoring/ellipsoid dimers with breaking of geometric symmetry are investigated theoretically. A tunable high order surface plasmonic resonance is achieved. It is demonstrated that such high order resonances result from the plasmonic coupling between the modes of a nano-ellipsoid and of an asymmetric nanoring. Interestingly, a current loop is observed on the nanoellipsoid under coupling of the two nanostructures. The surface plasmonic resonance of this nanostructure can also produce enhanced local fields that can be applied in surface-enhanced spectroscopy and biosensing.

поверхностный плазмонный резонансповерхностно-усиленная спектроскопияасимметричное нанокольцоэллипсоидальный димерsurface plasmonic resonancesurface-enhanced spectroscopyasymmetric nanoringellipsoid dimerReferencesS. J. Barrow, A. M. Funston, X. Wei, P. Mulvaney, Nano Today, 8, N 2, 138-167 (2013).S. J. Barrow, A. M. Funston, X. Wei, P. Mulvaney, Nano Today, 8, N 2, 138-167 (2013).S. Nie, S. R. Emory, Science, 275, N 5303, 1102-1106 (1997).S. Nie, S. R. Emory, Science, 275, N 5303, 1102-1106 (1997).R. H. Ritchie, Phys. Rev., 106, N 5, 874 (1957).R. H. Ritchie, Phys. Rev., 106, N 5, 874 (1957).S. Lal, S. Link, N. J. Halas, Nat. Photon., 1, N 11, 641-648 (2007).S. Lal, S. Link, N. J. Halas, Nat. Photon., 1, N 11, 641-648 (2007).W. L. Barnes, A. Dereux, T. W. Ebbesen, Nature, 424, N 6950, 824-830 (2003).W. L. Barnes, A. Dereux, T. W. Ebbesen, Nature, 424, N 6950, 824-830 (2003).D. K. Gramotnev, S. I. Bozhevolnyi, Nat. Photon., 4, N 2, 83-91 (2010).D. K. Gramotnev, S. I. Bozhevolnyi, Nat. Photon., 4, N 2, 83-91 (2010).B. J. Wiley, S. H. Im, Z. Y. Li, J. McLellan, A. Siekkinen, Y. Xia, ACS Publ., 232, 15666-15675 (2006).B. J. Wiley, S. H. Im, Z. Y. Li, J. McLellan, A. Siekkinen, Y. Xia, ACS Publ., 232, 15666-15675 (2006).C. L. Nehl, H. Liao, J. H. Hafner, Nano Lett., 6, N 4, 683-688 (2006).C. L. Nehl, H. Liao, J. H. Hafner, Nano Lett., 6, N 4, 683-688 (2006).N. J. Halas, S. Lal, S. Link, W. S. Chang, D. Natelson, J. H. Hafner, P. Nordlander, Adv. Mater., 24, N 36, 4842-4877 (2012).N. J. Halas, S. Lal, S. Link, W. S. Chang, D. Natelson, J. H. Hafner, P. Nordlander, Adv. Mater., 24, N 36, 4842-4877 (2012).J. Kumar, X. Wei, S. Barrow, A. M. Funston, K. G. Thomas, P. Mulvaney, Phys. Chem. Chem. Phys., 15, N 12, 4258-4264 (2013).J. Kumar, X. Wei, S. Barrow, A. M. Funston, K. G. Thomas, P. Mulvaney, Phys. Chem. Chem. Phys., 15, N 12, 4258-4264 (2013).C. D. Geddes, Phys. Chem. Chem. Phys., 15, 45, 19537 (2013).C. D. Geddes, Phys. Chem. Chem. Phys., 15, 45, 19537 (2013).J. Chen, Y. Jin, N. Fahruddin, & J. X. Zhao, Langmuir, 29, N 5, 1584-1591 (2013).J. Chen, Y. Jin, N. Fahruddin, & J. X. Zhao, Langmuir, 29, N 5, 1584-1591 (2013).S. Boca, D. Rugina, A. Pintea, L. Barbu-Tudoran, S. Astilean, Nanotechnology, 22, N 5, 055702 (2010).S. Boca, D. Rugina, A. Pintea, L. Barbu-Tudoran, S. Astilean, Nanotechnology, 22, N 5, 055702 (2010).I. Sow, J. Grand, G. Levi, J. Aubard, N. Felidj, J. C. Tinguely, A. Hohenau, J. R. Krenn, J. Phys. Chem. C, 117, N 48, 25650-25658 (2013).I. Sow, J. Grand, G. Levi, J. Aubard, N. Felidj, J. C. Tinguely, A. Hohenau, J. R. Krenn, J. Phys. Chem. C, 117, N 48, 25650-25658 (2013).H. Xu, E. J. Bjerneld, M. Käll, L. Börjesson, Phys. Rev. Lett., 83, N 21, 4357 (1999).H. Xu, E. J. Bjerneld, M. Käll, L. Börjesson, Phys. Rev. Lett., 83, N 21, 4357 (1999).J. Aizpurua, P. Hanarp, D. S. Sutherland, M. Käll, G. W. Bryant, F. G. De Abajo, Phys. Rev. Lett., 90, N 5, 057401 (2003).J. Aizpurua, P. Hanarp, D. S. Sutherland, M. Käll, G. W. Bryant, F. G. De Abajo, Phys. Rev. Lett., 90, N 5, 057401 (2003).J. Li, T. Liu, H. Zheng, J. Dong, E. He, W. Gao, W. Chi, Q. Han, Y. Wu, Plasmonics, 9, N 6, 1439-1445 (2014).J. Li, T. Liu, H. Zheng, J. Dong, E. He, W. Gao, W. Chi, Q. Han, Y. Wu, Plasmonics, 9, N 6, 1439-1445 (2014).Y. H. Fu, J. B. Zhang, Y. F. Yu, & B. Luk’yanchuk, ACS Nano, 6, N 6, 5130-5137 (2012).Y. H. Fu, J. B. Zhang, Y. F. Yu, & B. Luk’yanchuk, ACS Nano, 6, N 6, 5130-5137 (2012).K. Zhao, Y. Huo, T. Liu, J. Li, B. He, T. Zhao, L. Liu, Y. Li, Plasmonics, 10, N 5, 1041-1048 (2015).K. Zhao, Y. Huo, T. Liu, J. Li, B. He, T. Zhao, L. Liu, Y. Li, Plasmonics, 10, N 5, 1041-1048 (2015).C. F. Bohren, D. R. Huffman, Opt Laser Technol., 31, N 1, 328 (1998).C. F. Bohren, D. R. Huffman, Opt Laser Technol., 31, N 1, 328 (1998).J. Jin, The Finite Element Method in Electromagnetics, Wiley IEEE press (2002).J. Jin, The Finite Element Method in Electromagnetics, Wiley IEEE press (2002).P. B. Johnson, R. W. Christy, Phys. Rev. B, 6, N 12, 4370 (1972).P. B. Johnson, R. W. Christy, Phys. Rev. B, 6, N 12, 4370 (1972).H. Wang, D. W. Brandl, P. Nordlander, N. J. Halas, Acc. Chem. Res., 40, N 1, 53-62 (2007).H. Wang, D. W. Brandl, P. Nordlander, N. J. Halas, Acc. Chem. Res., 40, N 1, 53-62 (2007).E. Prodan, C. Radloff, N. J. Halas, P. Nordlander, Science, 302, N 5644, 419-422 (2003).E. Prodan, C. Radloff, N. J. Halas, P. Nordlander, Science, 302, N 5644, 419-422 (2003).N. J. Halas, S. Lal, W. S. Chang, S. Link, P. Nordlander, Chem. Rev., 111, N 6, 3913-3961 (2011).N. J. Halas, S. Lal, W. S. Chang, S. Link, P. Nordlander, Chem. Rev., 111, N 6, 3913-3961 (2011).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.