Научно-технический
«ОПТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ»
издается с 1931 года
 
   
Русский вариант сайта Английский вариант сайта
   
       
   
       
Статьи последнего выпуска

Электронные версии
выпусков начиная с 2008


Алфавитный указатель
2000-2010 гг


444
Архив оглавлений
выпусков 2002-2007 гг


Реквизиты и адреса

Вниманию авторов и рецензентов!
- Порядок публикации
- Порядок рецензирования статей
- Типовой договор
- Правила оформления
- Получение авторского вознаграждения
- Редакционная этика


Контакты

Подписка

Карта сайта




Журнал с 01.12.2015 допущен ВАК для публикации основных результатов диссертаций как издание, входящее в международные реферативные базы систем цитирования (Web Science, Scopus) (см. Vak.ed.gov.ru Перечень журналов МБД 16.03.2018г)

УВАЖАЕМЫЕ ПОДПИСЧИКИ НАШЕГО ЖУРНАЛА!
По техническим причинам «Оптический журнал» не попал в каталог агентства «Роспечать» на II полугодие 2018 г., что делает невозможной подписку на него на почте. Предлагаем оформить подписку на II полугодие 2018 в редакции журнала удобным Вам способом. Стоимость подписки на полугодие сохраняется (6600 руб.).
Связаться с нами можно по т. (812) 315-05-48, Е-mail: beditor@soi.spb.ru

Аннотации (02.2018) : PLASMONIC CIRCULAR DICHROISM OF TAILED SPATIAL CROSS-SHAPED NANOSTRUCTURE

PLASMONIC CIRCULAR DICHROISM OF TAILED SPATIAL CROSS-SHAPED NANOSTRUCTURE

 

© 2018    Fei Wang, Tong Fu, Yongkai Wang, Yu Zhang, Zhongyue Zhang, Li Wang

School of Physics and Information Technology, Shaanxi Normal University, Xi’an 710119, China

E-mail: l.wang@snnu.edu.cn

Submitted 09.06.2017

Artificial chiral plasmonic nanostructure with strong circular dichroism (CD) has wide applications in biological monitoring, analytic chemistry, and optical property researching. In this paper, a tail is introduced to break the symmetry of metal spatial cross-shaped nanostructure to create chiral property. Finite element method calculating results show that dipole of upper tailed nanorod and that of bottom nanorod form Born–Kuhn model. CD effect depends strongly on the length and the orientation of introduced nanorod. This work provides novel way to generate tunable CD effect and provides potential application for further optimization.

Keywords: circular dichroism, plasmon, electric dipole, Born–Kuhn model.

OCIS codes: 240.5420, 240.6680, 260.3910

 

Циркулярный плазмонный дихроизм в крестовидных наноструктурах с хвостом в виде наностержня

© 2018    Fei Wang, Tong Fu, Yongkai Wang, Yu Zhang, Zhongyue Zhang Li Wang*

Искусственные хиральные плазмонные наноструктуры с выраженным циркулярным дихроизмом широко применяются в биологическом мониторинге, аналитической химии и исследовании оптических свойств материалов. В настоящей работе для придания хиральных свойств металлическим крестообразным наноструктурам к последним присоединялся хвост. Вычисления методом конечных разностей показали, что диполи с верхним и нижним закреплением хвоста-наностержня соответствуют модели Борна–Куна. Эффект вращения плоскости поляризации сильно зависит от размеров и ориентации присоединенного наностержня. Результаты данной работы открывают новые пути для получения управляемого эффекта циркулярного дихроизма с возможностями дальнейшей оптимизации.

Ключевые слова: циркулярный дихроизм, плазмон, электрический диполь, модель Борна–Куна.

 

References

1.         Barron L.D., Long D.A. Molecular light scattering and optical activity // J. Raman Spectrosc. 1983. V. 14. № 14. P. 219–219.

2.         Govorov A.O., Fan Z.Y., Pedro H., Slocik J.M., Naik R.R. Theory of circular dichroism of nanomaterials comprising chiral molecules and nanocrystals: plasmon enhancement, dipole interactions, and dielectric effects // Nano Lett. 2010. V. 10. № 4. P. 1374–1382

3.         Nadia A.A., Fan Z., Tonooka T., Sharon M.K., Nikolaj G., Euan H., Alexander O.G., Malcolm K. Induced chirality through electromagnetic coupling between chiral molecular layers and plasmonic nanostructures // Nano Lett. 2012. V. 12. № 2. P. 977–983.

4.         Xia Y.S., Zhou Y.L., Tang Z.Y. Chiral inorganic nanoparticles: origin, optical properties and bioapplications // Nanosale. 2011. V. 3. № 4. P. 1374–1382.

5.         Zhao R., Zhang L., Zhou J., Koschny T., Soukoulis C.M. Conjugated gammadion chiral metamaterial with uniaxal optical activity and negative refractive index // Phys. Rev. B 2011. V. 83. 3. P. 035–105.

6.         Hendry E., Carpy T., Johnston J., Popland M., Mikhaylovskiy R.V., Lapthorn A.J., Kelly S.M., Barron L.D., Gadegaard N., Kadodwala M. Ultrasensitive detection and characterization of biomolecules using superchiral fields // Nature Nanotech. 2010. V. 5. 11. P. 783–787.

7.         Ernst K.H. Molecular chirality at surfaces // Phys. Status Solidi. 2012. V. 249. 11. P. 2057–2088.

8.        Robert W.J. Bioinformatics analyses of circular dichroism protein reference databases // Bioinformatics. 2005. V. 21. № 23. P. 4230–4238.

9.         Kelly S.M., Jess T.J., Price N.C. How to study proteins by circular dichroism // Biochimi. Biophys. Acta – Proteins & Proteomics. 2005. V. 1751. 2. P. 119–139.

10.       Zhu Y., Xu L., Ma W., Xu Z., Kuang H., Wang L., Xu C. A one-step homogeneous plasmonic circular dichroism detection of aqueous mercury ions using nucleic acid functionalized gold nanorods // Chem. Commun. 2012. V. 48. P. 11889–11891.

11.       George V.E., Ashwin K.I., Peter C.K. Planar negative refractive index media using periodically L-C loaded transmission lines // IEEE. 2002. V. 50. 12. P. 2702–2712.

12.       Ben M.M., Yulia C., Alexander B.T., Omri B.E., Fan Z.Y., Alexander O.G., Gil M. Amplification of chiroptical activity of chiral biomolecules by surface plasmons // Nano Lett. 2014. V. 13. 3. P. 1203–1209.

13.       Gansel J.K., Thiel M., Rill M.S., Decker M., Bade K., Saile V., Freymann G.V., Linden S., Wegener M. Gold helix photonic metamaterial as broadband circular polarizer // Science. 2009. V. 325. № 5947. P. 1513–1515.

14.       Xiong X., Sun W.H., Bao Y.J., Peng R.W., Wang M., Sun C., Lu X., Shao J., Li Z.F., Ming N.B. Switching the electric and magnetic responses in a metamaterial [J] // Phys. Rev. B. 2009. V. 80. 20. P. 2665–2668.

15.       Tang Y., Sun L., Cohen A.E. Chiroptical hot spots in twisted nanowire plasmonic oscillators [J] // Appl. Phys. Lett. 2013. V. 102. № 4. P. 043–103.

16.       Kwon D.H., Werner P.L., Werner D.H. Optical planar chiral metamaterial designs for strong circular dichroism and polarization rotation // Opt. Express. 2008. V. 16. № 16. P. 11802–11807.

17.       Cao T., Zhang L., Simpson R.E., Wei C.W., Cryan M.J., Cao T. Strongly tunable circular dichroism in gammadion chiral phase-change metamaterials // Opt. Express. 2008. V. 21. № 23. P. 27841–27851.

18.       Nasimuddin, Qing X.M., Chen Z.N. Compact asymmetric-slit microstrip antennas for circular polarization // IEEE T. Antenn. Propag. 2011. V. 59. № 1. P. 285–288.

19.       Schwanecke A.S., Krasavin A., Bagnall D.M., Potts A.Z., Zheludev A.V., Zheludev N.I. Broken time reversal of light interaction with planar chiral nanostructures // Phys. Rev. Lett. 2003. V. 91. № 24. P. 247404.

20.      Lee S., Wang Z.B., Cheng F., Jiao J., Khan A., Li L. Circular dichroism in planar extrinsic chirality metamaterial at oblique incident beam // Opt. Commun. 2013. V. 309. № 7. P. 201–204.

21.       Tian X.R., Fang Y.R., Zhang B.L. Multipolar fano resonances and fano-assisted optical activity in silver nanorice heterodimers // ACS Photonics. 2014. V. 1. № 11. P. 1156–1164.

22.      Johnson P.B., Christy R.W. Optical constants of the noble metals // Phys. Rev. B. 1972. V. 6. № 12. P. 4370–4379.

23.      Yin X., Schaferling M., Metzger B., Giessen H. Interpreting chiral nanophotonic spectra: the plasmonic Born–Kuhn model // Nano Lett. 2013. V. 13. № 12. P. 6238–6243.

24.      Lu X.X., Wu J., Zhu Q.N., Zhao J.W., Wang Q.B., Zhan L., Ni W.H. Circular dichroism from single plasmonic nanostructures with extrinsic chirality // Nanoscale. 2014. V. 6. № 23. P. 14244–14253.

25.      Wang Y.K., Qin Y., Zhang Z.Y. Extraordinary optical transmission property of x-shaped plasmonic nanohole arrays // Plasmonics. 2014. V. 9. P. 203–207.

26.      Gansel J. K., Latzel M., Frolich A., Kaschke J., Thiel M., Wegener M. Tapered gold-helix metamaterials as improved circular polarizers 100(10) // Appl. Phys. Lett. 2012. V. 100. № 10. P. 101109.

27.       Martin S., Daniel D., Mario H., Harald G. Tailoring enhanced optical chirality: design principles for chiral plasmonic nanostructures // Phys. Rev. X. 2012. V. 2. № 3. P. 4186–4190.

28.      Teperik T.V., De Abajo F.G., Borisov A.G., Abdelsalam M., Bartlett P.N., Sugawara Y., Baumberg J.J. Omnidirectional absorption in nanostructured metal surfaces // Nature photon. 2008. V. 2. № 5. P. 299–301.

29.      Vidal X., Kim W.J., Baev A., Tokar V., Jee H., Swihart M.T., Prasad N.P. Coupled plasmons induce broadband circular dichroism in patternable films of silver nanoparticles with chiral ligands // Nanoscale. 2013. V. 5. № 21. P. 10550–10555.

 

 

Полный текст