Спектральные и ближнеполевые характеристики рассеяния двухслойных металлосодержащих наночастиц в поглощающих матрицах

Теоретически изучено влияние структуры, размеров и состава двухслойных наночастиц c серебряной нанооболочкой при их размещении во фталоцианине меди на суммарный оптический отклик гибридного наноматериала. C применением расширенной теории Ми, учитывающей поглощение матрицы и внутренние размерные эффекты, исследованы характеристики полосы поверхностного плазмонного резонанса поглощения (ППРП) и ближнеполевого рассеяния для двухслойных плазмонных наносфер. Показано, что за счет изменения показателя преломления и объемной доли диэлектрического ядра в наночастицах с металлической нанооболочкой может осуществляться “подстройка” полосы ППРП к полосам экситонного поглощения органического компонента. В режиме сильной связи в видимой области спектра наблюдаются два приблизительно равных по интенсивности спектральных пика ослабления, чувствительных к изменению оптико-геометрических параметров системы. Полученные результаты могут быть использованы при разработке наноструктурных функциональных элементов нанофотоники, фотовольтаики, сенсорики.

1. U. Kreibig, M. Volmer. Optical Properties of Metal Clusters, Berlin, Springer (1995)

2. С. И. Лепешов, А. Е. Краснок, П. А. Белов, А. Е. Мирошниченко. УФН, 188, № 11 (2018) 1137—1154

3. J. Hicks, A. Tejeda, A. Taleb-Ibrahimi, M. S. Nevius, F. Wang, K. Shepperd, J. Palmer, F. Bertran, P. Le Fèvre, J. Kunc, W. A. de Heer, C. Berger, E. H. Conrad. Nature Phys., 9, N 1 (2013) 49—54

4. S. Gurung, A. Singh, R. Chari, J. Jayabalan. J. Appl. Phys., 124, N 20 (2018) 204305

5. V. K. Narasimhan, T. M. Hymel, R. A. Lai, Yi Cui. ACS Nano, 9, N 11 (2015) 10590—10597

6. R. Jiang, B. Li, C. Fang, J. Wang. Adv. Mater., 26, N 31 (2014) 5274—5309

7. А. В. Поволоцкая, А. В. Поволоцкий, А. А. Маньшина. Успехи химии, 84, № 6 (2015) 579—600

8. А. Д. Помогайло, А. С. Розенберг, И. Е. Уфлянд. Наночастицы металлов в полимерах, Москва, Химия (2000)

9. А. Д. Помогайло. Успехи химии, 69, № 1 (2000) 60—89

10. A. A. Toropov, T. V. Shubina. Plasmonic Effects in Metal-Semiconductor Nanostructures, Oxford, Oxford University Press (2015)

11. M. Haridas, L. N. Tripathi, J. K. Basu. Int. J. Nanoscience, 10, N 04n05 (2011) 623—627

12. F. Giazotto, F. Taddei, M. Governale, R. Fazio, F. Beltram. New J. Phys., 9 (2007) 439

13. В. С. Лебедев, А. С. Медведев. Квант. электрон., 42, № 8 (2012) 701—713

14. G. A. Wurtz, P. R. Evans, W. Hendren, R. Atkinson, W. Dickson, R. J. Pollard, A. V. Zayats, W. Harrison, C. Bower. Nano Lett., 7, N 5 (2007) 1297—1303

15. S. M. Kachan, A. N. Ponyavina. J. Mol. Struct., 563-564 (2001) 267—272

16. Г. П. Шевченко, А. Н. Понявина, С. М. Качан, З. М. Афанасьева, В. С. Гурин. Журн. прикл. спектр., 70, № 3 (2003) 405—412

17. M. Quinten, J. Rostalski. Part. Part. Syst. Charact., 13 (1996) 89—96

18. A. N. Lebedev, M. Gartz, U. Kreibig, O. Stenzel. Eur. Phys. J. D, 6 (1999) 365—373

19. Q. Fu, W. Sun. Appl. Opt., 40, N 9 (2001) 1354—1361

20. I. W. Sudiarta, P. Chylek. J. Opt. Soc. Am. A, 18, N 6 (2001) 1275—1278

21. W. C. Mundy, J. A. Roux, A. M. Smith. J. Opt. Soc. Am., 64, N 12 (1974) 1593—1597

22. P. Chylek. J. Opt. Soc. Am., 67, N 4 (1977) 561—563

23. R. A. Dynich. J. Opt. Soc. Am. A, 28, N 2 (2011) 222—228

24. M. I. Mishchenko. Opt. Express, 15, N 20 (2007) 13188—13202

25. Р. А. Дынич, А. Н. Понявина, В. В. Филиппов. Журн. прикл. спектр., 76, № 5 (2009) 746—751

26. Р. А. Дынич, А. Н. Понявина, В. В. Филиппов. Опт. и спектр., 110, № 6 (2011) 909—915

27. B. J. Messinger, K. U. von Raben, R. K. Chang, P. W. Barber. Phys. Rev. B, 24, N 2 (1981) 649—657

28. К. Борен, Д. Хафмен. Поглощение и рассеяние света малыми частицами, Москва, Мир (1986)

29. Р. А. Дынич, А. Н. Понявина. Опт. и спектр., 130, № 11 (2022) 1681—1690

30. U. Kreibig, C. V. Fragstein. Z. Physik, 224 (1969) 307—323

31. S. M. Kachan, A. N. Ponyavina. J. Phys.: Cond. Matter, 14 (2002) 103—111

32. A. V. Uskov, I. E. Protsenko, N. A. Mortensen, E. P. O’Reilly. Plasmonics, 9, N 1 (2014) 185—192

33. A. D. Kondorskiy, V. S. Lebedev. J. Russ. Laser Res., 42, N 6 (2021) 697—712

34. T. V. Teperik, V. V. Popov, F. J. Garcia de Abajo. Phys. Rev. B, 69 (2004) 155402

35. Б. Н. Хлебцов, В. А. Богатырев, Л. А. Дыкман, Н. Г. Хлебцов. Опт. и спектр., 102, № 2 (2007) 269—277

36. P. B. Johnson, R. W. Christy. Phys. Rev. B, 6, N 12 (1972) 4370—4379

37. C. C. Leznoff, A. B. P. Lever. Phthalocyanines: Properties and Applications, New York, VCH, 4 (1996)

38. А. Н. Понявина, К. А. Барбарчук, А. Д. Замковец, С. А. Тихомиров. Докл. БГУИР, 19, N 8