بررسی خواص اپتیکی آرایه های متشکل از نانوذرات فلزی با استفاده از روش تقریب دوقطبی مجزا

در این پایان نامه با استفاده از روش تقریب دوقطبی مجزا و توسط نرم افزار ddscat به بررسی تشدید پلاسمون سطحی در نانوذرات تک و آرایه های یک بعدی و دوبعدی نانوذرات پرداختیم. عوامل موثر در تشدید پلاسمون سطحی مانند اندازه، شکل و جنس نانوذرات، تعداد آن ها در آرایه، فاصله شان از یکدیگر و نحوه چینش آن ها و همچنین محیط دی الکتریک اطراف را تغییر دادیم و بازده های جذب، پراکندگی و خاموشی را به دست آوردیم. با رسم نمودارهای بازده جذب، پراکندگی و خاموشی، اثر تغییر در عوامل ذکر شده را بررسی کردیم. همچنین برای بررسی شدت میدان الکتریکی، با استفاده از نرم افزار mayavi2 پروفایل میدان را نیز رسم نمودیم. نتایج نشان می دهند که افزایش اندازه نانوذرات، افزایش ضریب شکست محیط اطراف، افزایش تعداد نانوذرات، کاهش فاصله بین نانوذرات و افزایش نسبت ابعاد در نانوذرات غیرکروی سبب افزایش بازده های جذب، پراکندگی و خاموشی و همچنین جابجایی قرمز پیک تشدید پلاسمون سطحی می شوند. هر چه نانوذره بزرگتر باشد، در اثر افزایش ضریب شکست محیط، جابجایی قرمز بیشتر می شود. در مد طولی، بیشینه شدت میدان الکتریکی در ناحیه بین نانوذرات مشاهده می شود که با افزایش اندازه نانوذرات و کاهش فاصله بین آن ها این شدت بیشتر می شود. در نانوذرات غیرکروی، بیشترین شدت میدان الکتریکی در رئوس نانوذره قرار دارد. در مد عرضی با اعمال تغییر در عوامل موثر در تشدید، تاثیر چندانی مشاهده نمی شود و می توان گفت که مد عرضی از برهم کنش های بین ذره ای تاثیر نمی پذیرد. در این مد، شدت میدان الکتریکی در ناحیه بین نانوذرات بیشینه نیست، بلکه بیشینه شدت میدان در دو سمت دیگر نانوذرات که در جهت میدان هستند، قرار دارد. نانوذرات نقره نسبت به نانوذرات طلا، تشدید پلاسمونی شدیدتر و تیزتر و بازده خاموشی بیشتر و همچنین بیشینه شدت میدان بیشتری دارند و تغییرات شدت میدان برای آن ها در محدوده بزرگ تری اتفاق می افتد. از این نتایج، ویژگی های مناسب نانوذرات و محیط اطراف آن ها که سبب افزایش بازده و بهبود روش ها در زمینه های مختلف مانند سلول های خورشیدی می شود، به دست می آید.