Діелектрична функція і переріз поглинання метал-графенових наноциліндрів скінченої довжини
The behavior of the diagonal components of the dielectric tensor and the behavior of the absorption cross-section in the different frequency ranges for the composite cylindrical nanostructures “metallic core – graphene shell” have been studied. In order to obtain the calculation formulas one uses th...
Збережено в:
| Дата: | 2022 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2022
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/650 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Репозитарії
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543941845843969 |
|---|---|
| author | Karandas, Ya. V. Korotun, A. V. |
| author_facet | Karandas, Ya. V. Korotun, A. V. |
| author_sort | Karandas, Ya. V. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-12-22T08:10:05Z |
| description | The behavior of the diagonal components of the dielectric tensor and the behavior of the absorption cross-section in the different frequency ranges for the composite cylindrical nanostructures “metallic core – graphene shell” have been studied. In order to obtain the calculation formulas one uses the relations for the longitudinal and transverse components of the dielectric tensors for metallic core and graphene shell, which are determined by Drude model and Cubo model correspondingly. The consideration is carried out in the frameworks of “equivalent” elongated spheroid approach, according to which the defining dimensional parameter is effective aspect ratio, calculated from the condition of the equality of the corresponding axial inertia moments for two-layer cylinder and the “equivalent” elongated spheroid. The numerical results have been obtained for the nanocylinders with the cores of different metals, different radius and with the different number of graphene layers. The variation of amplitude and the variation of the location of extremes of the real and imaginary parts of the transverse component of the dielectric tensor under the increase in radius of the metallic core and the thickness of the graphene shell have been analyzed. It has been shown that the variation of the radius of the core has the significantly greater influence on the properties of the polarizability resonances and absorption cross-section than the variation of the number of graphene layers. The reasons of the presence of two maxima of the absorption cross-section for the metal-graphene cylinders which differ in both amplitude and width and located in infrared, violet and near ultraviolet parts of the spectrum and their relation with the surface plasmonic resonances in the metallic core and with the terahertz plasmons of graphene have been found. The factors which have an effect on amplitude and on the shift of the maxima of the absorption cross-section have been found. The reasons of the different width of maxima, which are located in the different spectral intervals, have been determined. |
| first_indexed | 2025-09-24T17:45:46Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-650 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2025-09-24T17:45:46Z |
| publishDate | 2022 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-6502022-12-22T08:10:05Z Dielectric function and the absorption cross-section of the metal-graphene nanocylinders of the finite length Діелектрична функція і переріз поглинання метал-графенових наноциліндрів скінченої довжини Karandas, Ya. V. Korotun, A. V. metal-graphene nanocylinder dielectric tensor relaxation rate absorption cross-section depolarization factor equivalent ellipsoid effective aspect ratio метал-графеновий наноциліндр діелектричний тензор швидкість релаксації переріз поглинання фактор деполяризації еквівалентний еліпсоїд ефективне аспектне відношення The behavior of the diagonal components of the dielectric tensor and the behavior of the absorption cross-section in the different frequency ranges for the composite cylindrical nanostructures “metallic core – graphene shell” have been studied. In order to obtain the calculation formulas one uses the relations for the longitudinal and transverse components of the dielectric tensors for metallic core and graphene shell, which are determined by Drude model and Cubo model correspondingly. The consideration is carried out in the frameworks of “equivalent” elongated spheroid approach, according to which the defining dimensional parameter is effective aspect ratio, calculated from the condition of the equality of the corresponding axial inertia moments for two-layer cylinder and the “equivalent” elongated spheroid. The numerical results have been obtained for the nanocylinders with the cores of different metals, different radius and with the different number of graphene layers. The variation of amplitude and the variation of the location of extremes of the real and imaginary parts of the transverse component of the dielectric tensor under the increase in radius of the metallic core and the thickness of the graphene shell have been analyzed. It has been shown that the variation of the radius of the core has the significantly greater influence on the properties of the polarizability resonances and absorption cross-section than the variation of the number of graphene layers. The reasons of the presence of two maxima of the absorption cross-section for the metal-graphene cylinders which differ in both amplitude and width and located in infrared, violet and near ultraviolet parts of the spectrum and their relation with the surface plasmonic resonances in the metallic core and with the terahertz plasmons of graphene have been found. The factors which have an effect on amplitude and on the shift of the maxima of the absorption cross-section have been found. The reasons of the different width of maxima, which are located in the different spectral intervals, have been determined. В роботі досліджено поведінку діагональних компонентів діелектричного тензора і перерізу поглинання у різних частотних діапазонах для композитних циліндричних наноструктур «металева серцевина – графенова оболонка». З метою отримання розрахункових формул використовуються співвідношення для поздовжних та поперечних компонентів діелектричних тензорів металевого осердя і графенової оболонки, що визначаються моделями Друде і Кубо, відповідно. Розгляд проводиться у рамках підходу «еквівалентного» витягнутого сфероїда, згідно з яким визначальним розмірним параметром є ефективне аспектне відношення, що обчислюється з умови рівності відповідних осьових моментів інерції двошарового циліндра та «еквівалентного» витягнутого сфероїда. Чисельні результати отримані для наноциліндрів із сердечниками різних металів, різного радіуса та з різним числом графенових шарів. Проаналізовано зміни амплітуд і положень екстремумів дійсної та уявної частин поперечної компоненти діелектричного тензора зі збільшенням радіуса металевого осердя і товщини графенової оболонки. Показано, що на властивості резонансів поляризовності і перерізу поглинання зміна радіуса осердя впливає більш істотно, ніж зміна кількості графенових шарів. Встановлено причини наявності двох максимумів перерізів поглинання метал-графенових циліндрів, що відрізняються як амплітудою, так і шириною, і розташовуються в інфрачервоній, фіолетовій та ближній ультрафіолетовій областях спектра, а також їхній зв’язок із поверхневими плазмонними резонансами у металевому осерді і терагерцевими плазмонами. Визначено фактори, що впливають на амплітуду та зміщення максимумів перерізу поглинання. З’ясовано причини різної ширини максимумів, що знаходяться у різних спектральних інтервалах. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2022-12-01 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/650 10.15407/hftp13.04.467 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 13 No. 4 (2022): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 467-475 Химия, физика и технология поверхности; Том 13 № 4 (2022): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 467-475 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 13 № 4 (2022): Хімія, фізика та технологія поверхні; 467-475 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp13.04 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/650/668 Copyright (c) 2022 Ya. V. Karandas, A. V. Korotun |
| spellingShingle | метал-графеновий наноциліндр діелектричний тензор швидкість релаксації переріз поглинання фактор деполяризації еквівалентний еліпсоїд ефективне аспектне відношення Karandas, Ya. V. Korotun, A. V. Діелектрична функція і переріз поглинання метал-графенових наноциліндрів скінченої довжини |
| title | Діелектрична функція і переріз поглинання метал-графенових наноциліндрів скінченої довжини |
| title_alt | Dielectric function and the absorption cross-section of the metal-graphene nanocylinders of the finite length |
| title_full | Діелектрична функція і переріз поглинання метал-графенових наноциліндрів скінченої довжини |
| title_fullStr | Діелектрична функція і переріз поглинання метал-графенових наноциліндрів скінченої довжини |
| title_full_unstemmed | Діелектрична функція і переріз поглинання метал-графенових наноциліндрів скінченої довжини |
| title_short | Діелектрична функція і переріз поглинання метал-графенових наноциліндрів скінченої довжини |
| title_sort | діелектрична функція і переріз поглинання метал-графенових наноциліндрів скінченої довжини |
| topic | метал-графеновий наноциліндр діелектричний тензор швидкість релаксації переріз поглинання фактор деполяризації еквівалентний еліпсоїд ефективне аспектне відношення |
| topic_facet | metal-graphene nanocylinder dielectric tensor relaxation rate absorption cross-section depolarization factor equivalent ellipsoid effective aspect ratio метал-графеновий наноциліндр діелектричний тензор швидкість релаксації переріз поглинання фактор деполяризації еквівалентний еліпсоїд ефективне аспектне відношення |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/650 |
| work_keys_str_mv | AT karandasyav dielectricfunctionandtheabsorptioncrosssectionofthemetalgraphenenanocylindersofthefinitelength AT korotunav dielectricfunctionandtheabsorptioncrosssectionofthemetalgraphenenanocylindersofthefinitelength AT karandasyav díelektričnafunkcíâípererízpoglinannâmetalgrafenovihnanocilíndrívskínčenoídovžini AT korotunav díelektričnafunkcíâípererízpoglinannâmetalgrafenovihnanocilíndrívskínčenoídovžini |