بررسی پلاسمون سطحی در نانوذرات فلزی

پلاسمون سطحی نوسانات تجمعی بار در فصل مشترک فلز و دی الکتریک است. حالت های مختلف پلاسمون سطحی، از انتشار آن در سطح فلز تا پلاسمون سطحی جایگزیده در نانوذرات فلزی مورد بررسی قرار گرفت. برانگیختگی پلاسمون سطحی مسئول خواص نوری منحصر به فرد نانوساختارهای فلزی است. در حد تقریب شبه ایستا هنگامی که اندازه نانو ذرات فلزی در مقایسه با طول موج نور فرودی بسیار کوچکتر باشد، از اثرات تاخیری فاز در سطح ذره می توان چشمپوشی نمود. در این حد نانوذرات بیضی گون با داشتن سه محور دارای تانسور قطبش پذیری دوقطبی در امتداد هر محور هستند. هنگامی که اندازه نانوذره افزایش می یابد اهمیت اثرات تاخیری بیشتر و بیشتر می شود. جابه جایی ابر الکترونی همگن نبوده و درجه های بالاتر قطبش نیز القا می شود. این پدیده توسط تئوری mie به خوبی توصیف می شود. در این تئوری سطح مقطع پراکندگی و خاموشی بر حسب بسط سری هارمونیک های کروی بدست می آید. تئوری mie در تقریب درجه اول آن برای توصیف پلاسمون سطحی و خواص نوری نانو پوسته های فلزی مورد استفاده قرار گرفت. در اینجا ما از تئوری mie برای محاسبه طیف خاموشی نانوذرات کروی فلزی و نانو پوسته ها استفاده کرده ایم. نشان داده شده است که پوسته نازک فلزی به روی هسته کروی دی الکتریک، دارای دو تشدید پلاسمون سطحی مربوط به سطح داخلی و خارجی پوسته است. ما برای نانوذرات بیضی گون از تقریب شبه ایستا برای توصیف پلاسمون سطحی استفاده کرده ایم. این تقریب نشان می دهد پلاسمون سطحی به دو قسمت تقسیم می شود (طولی و عرضی). با افزایش نسبت محور بزرگ به محور کوچک در نانوذره دوکی شکل فرکانس پلاسمون سطحی مد طولی به سمت انرژی کمتر و مد عرضی آن به سمت انرژی بیشتر جابه جا می شود.