Поведінка лінії поверхневого плазмонного резонансу в металевих наночастинках

Abstract

Передбачаються осциляції ширини лінії поверхневого плазмона та спектральної добротности в металевих наночастинках зі зміною діелектричної сталої середовища, в якому вони розміщені. Обчислення проводилися на основі методу кінетичних рівнянь, який уможливлює врахувати ефекти розсіяння електронів на внутрішній поверхні частинки у випадку, коли середня довжина вільного пробігу електрона перевищує розмір частинки. Головну увагу приділено внеску поверхневого розсіяння у згасання плазмона. Всі обчислення ширини лінії та її добротности проілюстровано на прикладі наночастинок Au і Na різних радіусів.

Предвидятся осцилляции ширины линии поверхностного плазмона и спектральной добротности в металлических наночастицах при изменении диэлектрической постоянной среды, в которой они размещены. Вычисления выполнялись на основе метода кинетических уравнений, который позволяет учесть эффекты рассеяния электронов на внутренней поверхности частицы в случае, когда средняя длина свободного пробега электрона превышает размер частицы. Главное внимание уделено вкладу поверхностного рассеяния в затухание плазмона. Все расчёты ширины линии и её добротности проиллюстрированы на примере наночастиц Au и Na разных радиусов.

We predict both the surface plasmon line width and the figure of merit oscillations in metal nanoparticles with varying the dielectric constant of an embedding medium. The calculations are based on the kinetic equation approach, which allows one to account for the effects of electrons’ collisions with the nanoparticle surface in the case when the electron mean free path is much greater than the particle size. Main attention is paid to the electron-surface scattering contribution to the plasmon decay. All calculations of both the line width and the figure of merit are illustrated by the example of the Au and Na nanoparticles with different radii.