Аналітична теорія плазмонних ефектів у стрижнеподібних металевих наночастинках. Модель еквівалентного сфероїда
In the framework of the model of equivalent prolate spheroid, analytical expressions for the polarizabilities of rod-like metal structures have been derived, which substantially simplified the calculation of their optical characteristics. The frequency dependences of the transverse and longitudinal...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English Ukrainian |
| Опубліковано: |
Publishing house "Academperiodika"
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022493 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Journal of Physics |
Репозитарії
Ukrainian Journal of Physics| id |
ujp2-article-2022493 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| spelling |
ujp2-article-20224932023-02-14T14:16:49Z Analytical Theory of Plasmon Effects in Rod-Like Metal Nanoparticles. The Equivalent-Spheroid Model Аналітична теорія плазмонних ефектів у стрижнеподібних металевих наночастинках. Модель еквівалентного сфероїда Korotun, A.V. Karandas, Ya.V. Reva, V.I. тензор поляризовностi перерiзи поглинання та розсiювання еквiвалентний витягнутий сфероїд швидкiсть релаксацiї плазмонний резонанс polarizability tensor absorption and scattering cross-sections equivalent prolate spheroid relaxation rate plasmon resonance In the framework of the model of equivalent prolate spheroid, analytical expressions for the polarizabilities of rod-like metal structures have been derived, which substantially simplified the calculation of their optical characteristics. The frequency dependences of the transverse and longitudinal components of the polarizability tensor, as well as the absorption and scattering cross-sections, are calculated for prolate spheroids, cylinders, and spherocylinders. The changes in the positions of the maxima of the imaginary part of the polarizability tensor components and the changes of the absorption and scattering cross-sections with variations in the size, shape, and material of nanoparticles are analyzed. It is found that the position of the transverse surface plasmon resonance (SPR) in rod-like nanoparticles of the considered shapes is practically insensitive to the changes of their semiaxes, whereas the increase of the aspect ratio leads to a “blue” shift of the longitudinal SPR. It is shown that the use of the model of effective prolate spheroid provides satisfactory agreement with experimental data obtained at the longitudinal SPR frequencies and does not require the application of complicated computational methods. В рамках моделi еквiвалентного витягнутого сфероїда отримано аналiтичнi вирази для поляризовностей стрижнеподiбних металевих структур, що дозволило суттєво спростити розрахунки їх оптичних характеристик. Розраховано частотнi залежностi поперечної та поздовжньої компоненти тензора поляризовностi, а також перерiзiв поглинання i розсiювання для витягнутих сфероїдiв, цилiндрiв та сфероцилiндрiв. Проаналiзовано змiну положень максимумiв уявної частини компонентiв тензора поляризовностi, перерiзiв поглинання та розсiювання при змiнi розмiрiв, форми I матерiалу наночастинок. Встановлено, що положення поперечного поверхневого плазмонного резонансу в стрижнеподiбних наночастинках форм, що розглядаються, практично нечутливе до змiни величин пiвосей, у той час як збiльшення аспектного вiдношення приводить до “червоного” зсуву поздовжнього поверхневого плазмонного резонансу. Показано, що використання моделi еквiвалентного витягнутого сфероїда дає задовiльне узгодження мiж результатами розрахункiв та експериментальними даними для частот поздовжнього поверхневого плазмонного резонансу, не потребуючи застосування складних обчислювальних методiв. Publishing house "Academperiodika" 2023-02-14 Article Article Original Research Article (peer-reviewed) Оригінальна дослідницька стаття (з незалежним рецензуванням) application/pdf application/pdf https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022493 10.15407/ujpe67.12.849 Ukrainian Journal of Physics; Vol. 67 No. 12 (2022); 849 Український фізичний журнал; Том 67 № 12 (2022); 849 2071-0194 2071-0186 10.15407/ujpe67.12 en uk https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022493/2932 https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022493/2933 Copyright (c) 2023 Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, National Academy of Sciences of Ukraine |
| institution |
Ukrainian Journal of Physics |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2023-02-14T14:16:49Z |
| collection |
OJS |
| language |
English Ukrainian |
| topic |
тензор поляризовностi перерiзи поглинання та розсiювання еквiвалентний витягнутий сфероїд швидкiсть релаксацiї плазмонний резонанс |
| spellingShingle |
тензор поляризовностi перерiзи поглинання та розсiювання еквiвалентний витягнутий сфероїд швидкiсть релаксацiї плазмонний резонанс Korotun, A.V. Karandas, Ya.V. Reva, V.I. Аналітична теорія плазмонних ефектів у стрижнеподібних металевих наночастинках. Модель еквівалентного сфероїда |
| topic_facet |
тензор поляризовностi перерiзи поглинання та розсiювання еквiвалентний витягнутий сфероїд швидкiсть релаксацiї плазмонний резонанс polarizability tensor absorption and scattering cross-sections equivalent prolate spheroid relaxation rate plasmon resonance |
| format |
Article |
| author |
Korotun, A.V. Karandas, Ya.V. Reva, V.I. |
| author_facet |
Korotun, A.V. Karandas, Ya.V. Reva, V.I. |
| author_sort |
Korotun, A.V. |
| title |
Аналітична теорія плазмонних ефектів у стрижнеподібних металевих наночастинках. Модель еквівалентного сфероїда |
| title_short |
Аналітична теорія плазмонних ефектів у стрижнеподібних металевих наночастинках. Модель еквівалентного сфероїда |
| title_full |
Аналітична теорія плазмонних ефектів у стрижнеподібних металевих наночастинках. Модель еквівалентного сфероїда |
| title_fullStr |
Аналітична теорія плазмонних ефектів у стрижнеподібних металевих наночастинках. Модель еквівалентного сфероїда |
| title_full_unstemmed |
Аналітична теорія плазмонних ефектів у стрижнеподібних металевих наночастинках. Модель еквівалентного сфероїда |
| title_sort |
аналітична теорія плазмонних ефектів у стрижнеподібних металевих наночастинках. модель еквівалентного сфероїда |
| title_alt |
Analytical Theory of Plasmon Effects in Rod-Like Metal Nanoparticles. The Equivalent-Spheroid Model |
| description |
In the framework of the model of equivalent prolate spheroid, analytical expressions for the polarizabilities of rod-like metal structures have been derived, which substantially simplified the calculation of their optical characteristics. The frequency dependences of the transverse and longitudinal components of the polarizability tensor, as well as the absorption and scattering cross-sections, are calculated for prolate spheroids, cylinders, and spherocylinders. The changes in the positions of the maxima of the imaginary part of the polarizability tensor components and the changes of the absorption and scattering cross-sections with variations in the size, shape, and material of nanoparticles are analyzed. It is found that the position of the transverse surface plasmon resonance (SPR) in rod-like nanoparticles of the considered shapes is practically insensitive to the changes of their semiaxes, whereas the increase of the aspect ratio leads to a “blue” shift of the longitudinal SPR. It is shown that the use of the model of effective prolate spheroid provides satisfactory agreement with experimental data obtained at the longitudinal SPR frequencies and does not require the application of complicated computational methods. |
| publisher |
Publishing house "Academperiodika" |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022493 |
| work_keys_str_mv |
AT korotunav analyticaltheoryofplasmoneffectsinrodlikemetalnanoparticlestheequivalentspheroidmodel AT karandasyav analyticaltheoryofplasmoneffectsinrodlikemetalnanoparticlestheequivalentspheroidmodel AT revavi analyticaltheoryofplasmoneffectsinrodlikemetalnanoparticlestheequivalentspheroidmodel AT korotunav analítičnateoríâplazmonnihefektívustrižnepodíbnihmetalevihnanočastinkahmodelʹekvívalentnogosferoída AT karandasyav analítičnateoríâplazmonnihefektívustrižnepodíbnihmetalevihnanočastinkahmodelʹekvívalentnogosferoída AT revavi analítičnateoríâplazmonnihefektívustrižnepodíbnihmetalevihnanočastinkahmodelʹekvívalentnogosferoída |
| first_indexed |
2025-10-02T01:18:41Z |
| last_indexed |
2025-10-02T01:18:41Z |
| _version_ |
1851765372930228224 |