Кінетична теорія поглинання ультракоротких лазерних імпульсів ансамблями металевих наночастинок в умовах поверхневого плазмонного резонансу
This paper presents a theory that allows one to calculate the energy absorbed by spheroidal metal nanoparticles when irradiated by ultrashort laser pulses of different duration in the region of surface plasmon resonance. Simple analytical expressions are obtained to calculate the absorption energy d...
Gespeichert in:
| Datum: | 2022 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2022
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/624 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543935911952384 |
|---|---|
| author | Biliuk, A. A. Semchuk, O. Yu. Havryliuk, O. O. |
| author_facet | Biliuk, A. A. Semchuk, O. Yu. Havryliuk, O. O. |
| author_sort | Biliuk, A. A. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-07-02T12:29:12Z |
| description | This paper presents a theory that allows one to calculate the energy absorbed by spheroidal metal nanoparticles when irradiated by ultrashort laser pulses of different duration in the region of surface plasmon resonance. Simple analytical expressions are obtained to calculate the absorption energy dependent on the frequency of carrier laser wave, on the pulse duration, and on the ratio between the axes of the ellipsoids. It is shown that at the frequency of the carrier (laser) wave, which coincides with that of the surface plasmon, the maximum absorption is observed for spherical nanoparticles. As the carrier frequency deviates from the surface plasmon one, two maxima appear in the absorption spectrum, dependent on the ratio of spheroidal axes: one corresponds to the elongated particles and the other to the flattened ones. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:34:37Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-624 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-17T12:08:25Z |
| publishDate | 2022 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-6242022-07-02T12:29:12Z Kinetic theory of absorption of ultrashort laser pulses by ensembles of metallic nanoparticles under conditions of surface plasmon resonance Кінетична теорія поглинання ультракоротких лазерних імпульсів ансамблями металевих наночастинок в умовах поверхневого плазмонного резонансу Biliuk, A. A. Semchuk, O. Yu. Havryliuk, O. O. metal nanoparticles electron plasmon surface plasmon resonance frequency ultrashort laser pulses energy absorption металеві наночастинки електрон плазмон поверхневий плазмонний резонанс частота ультракороткі лазерні імпульси енергія поглинання This paper presents a theory that allows one to calculate the energy absorbed by spheroidal metal nanoparticles when irradiated by ultrashort laser pulses of different duration in the region of surface plasmon resonance. Simple analytical expressions are obtained to calculate the absorption energy dependent on the frequency of carrier laser wave, on the pulse duration, and on the ratio between the axes of the ellipsoids. It is shown that at the frequency of the carrier (laser) wave, which coincides with that of the surface plasmon, the maximum absorption is observed for spherical nanoparticles. As the carrier frequency deviates from the surface plasmon one, two maxima appear in the absorption spectrum, dependent on the ratio of spheroidal axes: one corresponds to the elongated particles and the other to the flattened ones. У цій роботі представлена теорія, яка дозволяє розрахувати енергію, поглинуту сфероїдними металевими наночастинками при опроміненні ультракороткими лазерними імпульсами різної тривалості в області поверхневого плазмонного резонансу. Отримано прості аналітичні вирази, що дозволяють розрахувати енергію поглинання в залежності від частоти несучої лазерної хвилі, тривалості імпульсу та співвідношення між осями еліпсоїдів. Показано, що на частоті несучої (лазерної) хвилі, яка збігається з частотою поверхневого плазмона, максимальне поглинання спостерігається для сферичних наночастинок. При відхиленні несучої частоти від частоти поверхневого плазмона в спектрі поглинання з’являються два максимуми залежно від співвідношення осей сферичної форми: один відповідає видовженим частинкам, а інший – сплощеним. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2022-05-26 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/624 10.15407/hftp13.02.190 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 13 No. 2 (2022): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 190-196 Химия, физика и технология поверхности; Том 13 № 2 (2022): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 190-196 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 13 № 2 (2022): Хімія, фізика та технологія поверхні; 190-196 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp13.02 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/624/639 Copyright (c) 2022 A. A. Biliuk, O. Yu. Semchuk, O. O. Havryliuk |
| spellingShingle | металеві наночастинки електрон плазмон поверхневий плазмонний резонанс частота ультракороткі лазерні імпульси енергія поглинання Biliuk, A. A. Semchuk, O. Yu. Havryliuk, O. O. Кінетична теорія поглинання ультракоротких лазерних імпульсів ансамблями металевих наночастинок в умовах поверхневого плазмонного резонансу |
| title | Кінетична теорія поглинання ультракоротких лазерних імпульсів ансамблями металевих наночастинок в умовах поверхневого плазмонного резонансу |
| title_alt | Kinetic theory of absorption of ultrashort laser pulses by ensembles of metallic nanoparticles under conditions of surface plasmon resonance |
| title_full | Кінетична теорія поглинання ультракоротких лазерних імпульсів ансамблями металевих наночастинок в умовах поверхневого плазмонного резонансу |
| title_fullStr | Кінетична теорія поглинання ультракоротких лазерних імпульсів ансамблями металевих наночастинок в умовах поверхневого плазмонного резонансу |
| title_full_unstemmed | Кінетична теорія поглинання ультракоротких лазерних імпульсів ансамблями металевих наночастинок в умовах поверхневого плазмонного резонансу |
| title_short | Кінетична теорія поглинання ультракоротких лазерних імпульсів ансамблями металевих наночастинок в умовах поверхневого плазмонного резонансу |
| title_sort | кінетична теорія поглинання ультракоротких лазерних імпульсів ансамблями металевих наночастинок в умовах поверхневого плазмонного резонансу |
| topic | металеві наночастинки електрон плазмон поверхневий плазмонний резонанс частота ультракороткі лазерні імпульси енергія поглинання |
| topic_facet | metal nanoparticles electron plasmon surface plasmon resonance frequency ultrashort laser pulses energy absorption металеві наночастинки електрон плазмон поверхневий плазмонний резонанс частота ультракороткі лазерні імпульси енергія поглинання |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/624 |
| work_keys_str_mv | AT biliukaa kinetictheoryofabsorptionofultrashortlaserpulsesbyensemblesofmetallicnanoparticlesunderconditionsofsurfaceplasmonresonance AT semchukoyu kinetictheoryofabsorptionofultrashortlaserpulsesbyensemblesofmetallicnanoparticlesunderconditionsofsurfaceplasmonresonance AT havryliukoo kinetictheoryofabsorptionofultrashortlaserpulsesbyensemblesofmetallicnanoparticlesunderconditionsofsurfaceplasmonresonance AT biliukaa kínetičnateoríâpoglinannâulʹtrakorotkihlazernihímpulʹsívansamblâmimetalevihnanočastinokvumovahpoverhnevogoplazmonnogorezonansu AT semchukoyu kínetičnateoríâpoglinannâulʹtrakorotkihlazernihímpulʹsívansamblâmimetalevihnanočastinokvumovahpoverhnevogoplazmonnogorezonansu AT havryliukoo kínetičnateoríâpoglinannâulʹtrakorotkihlazernihímpulʹsívansamblâmimetalevihnanočastinokvumovahpoverhnevogoplazmonnogorezonansu |