УДК: 539.21, 535.33

Влияние диполь-дипольных взаимодействий на характеристики спектров поглощения гранулированных пленок и коллоидных растворов наночастиц золота и серебра

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Шаганов И.И., Перова Т.С. Влияние диполь-дипольных взаимодействий на характеристики спектров поглощения гранулированных пленок и коллоидных растворов наночастиц золота и серебра // Оптический журнал. 2015. Т. 82. № 4. С. 3–13.

Shaganov I.I., Perova T.S. Effect of diode–diode interactions on the characteristics of the absorption spectra of granular films and colloidal suspensions of gold and silver nanoparticles [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2015. V. 82. № 4. P. 3–13.

Ссылка на англоязычную версию:

I. I. Shaganov and T. S. Perova, "Effect of diode–diode interactions on the characteristics of the absorption spectra of granular films and colloidal suspensions of gold and silver nanoparticles," Journal of Optical Technology. 82(4), 197-204 (2015). https://doi.org/10.1364/JOT.82.000197

Аннотация:

Рассмотрена возможность применения представлений теории межмолекулярных взаимодействий и метода дисперсии эффективного поля для моделирования влияния резонансных и индуктивно-резонансных диполь−дипольных взаимодействий на частоты полос плазмонного поглощения гранулированных пленок и коллоидных растворов наночастиц золота и серебра. Показано, что результаты теоретических расчетов, выполненных в рамках квазистатического приближения, хорошо согласуются с имеющимися экспериментальными данными.

Ключевые слова:

спектры поглощения наночастиц золота и серебра, эффективное поле, диполь−дипольные взаимодействия

Благодарность:

Авторы благодарят Правительство РФ (грант 074-U01) за финансовую поддержку.

Коды OCIS: 310.6188, 300.6550, 160.4236, 310.3915, 300.6390

Список источников:

1. Климов В.В. Плазмоника // УФН. 2008. Т. 178. № 8. С. 875–880.
2. Soukoulis C.M., Linden S., Wegener M. Negative refractive index at optical wavelengths // Science. 2007. V. 315. № 5808. P. 47–49.
3. Wokaun A. Surface enhancement of optical fields mehanism and applications // Molec. Phys. 1985. V. 56. № 1. P. 1–35.
4. Maier S.A. Plasmonics: Fundamentals and applications. N.Y.: Springer, 2007. 224 p.
5. Ung T., Liz-Marzán L.M., Mulvaney P. Optical properties of thin films of Au&SiO2 particles // Phys. Chem. B. 2001. V. 105. № 17. P. 3441–3452.
6. Liz-Marzaт L.M. Tailoring surface plasmons through the morphology and assembly of metal nanoparticles // Langmuir. 2006. V. 22. № 1. P. 32–41.
7. Moores A., Goenttmann F. The plazmon band in nobel metal nanoparticles: an Introduction to theory and application // New J. Chem. 2006. V. 30. Р. 1121–1132.

8. Okamoto T., Yamaguchi I., Kobayashi T. Local plasmon sensor with gold colloid monolayers deposited upon glass substrates // Opt. Lett. 2000. V. 25. № 6. P. 372–374.
9. Mock J.J., Smith D.R., Shultz S. Local refractive index dependance of plazmon resonance spectra from individual nanoparticles // Nano Lett. 2003. V. 3. № 4. P. 485–491.
10. Kreibig U., Volmer M. Optical properties of metal clusters. N.Y.: Springer Verlag, 1995. 535 p.
11. Cohen R.W., Cody G.D., Coutt M.D., Abeles B. Optical properties of granular silver and gold films // Phys. Rev. B. 1973. V. 8. № 8. P. 3689–3701.
12. Hornyak G.L., Patrissi C.J., Martin C.R. Fabrication, characterization, and optical properties of gold nanoparticles/porous alumina composites: the Nonscattering Maxwell-Garnett limit // Phys. Chem. B. 1997. V. 101. № 9. P. 1548–1555.
13. Spanier J.E., Herman I.P. Use hybrid phenomenological and statistical effective-medium theories of dielectric functions to model infrared reflection of porous SiC films // Phys. Rev. B. V. 61. № 15. P. 10437–10450.
14. Foss Jr. C. A., Hornyak G. L., Stockert J. A., Martin C. R. Template-synthesized nanoscopic gold particles: Optical spectra and the effects of particle size and shape // Phys. Chem. 1994. V. 98. P. 2963–2971.
15. Shaganov I., Perova T., Melnikov V., Dyakov S., Berwick K. The size effect on the infrared spectra of condensed media under conditions of 1D, 2D and 3D dielectric confinement // Phys. Chem. C. 2010. V. 114. № 39. Р. 16071–16081.
16. Shaganov I.I., Perova T.S., Moore R.A., Berwick K. Effect of the internal field on the IR absorption spectra of small particles in the case of 3D, 2D and 1D size confinement // Phys. Chem. B. 2005. V. 109. P. 9885–9891.
17. Бахшиев Н.Г., Гирин О.П., Либов В.С. Соотношение между измеряемыми и истинными абсорбционными спектрами в конденсированной среде II // Опт. спектр. 1963. Т. 14. С. 745–750.
18. Бахшиев Н.Г. Фотофизика диполь–дипольных взаимодействий. СПб: Изд-во СПбГУ, 2005. 500 с.
19. Сольватохромия. Проблемы и методы / Под ред. Бахшиева Н.Г. Л.: Изд-во ЛГУ, 1989. 120 с.
20. Shaganov I.I., Perova T.S., Muhina M.V., Martynenko I.V., Baranov A.V., Fedorov A.V., Gerard V., and Gunko Y.K. Influence of intermolecular interections on spectroscopic characteristics of metal nanoparticles and their composites // Phys. Chem. Chem. Phys. 2014. V. 16. P. 24536–24548.
21. Fresh R., Deshius J.С. Dipolar coupling and molecular vibration in crystals IV. Frequency shifts and dipole moment derivation // Chem. Phys. 1971. V. 54. № 6. P. 2374–2379.
22. Перова Т.С., Шаганов И.И., Либов В.С. Проявление динамических дипольно-индукционных взаимодействий в спектрах поглощения разбавленных растворов // Опт. спектр. 1977. Т. 42. № 5. С. 883–888.
23. Шаганов И.И., Либов В.С. Проявление диполь-дипольных взаимодействий в спектрах поглощения различных конденсированных сред // Физ. тверд. тела. 1975. Т. 17. № 6. С. 1749–1752.
24. Шаганов И.И. Исследование влияния резонансных взаимодействий на спектроскопические характеристики полос аномального плазменного поглощения тонких металлических пленок // Опт. спектр. 1980. Т. 49. С. 181–183.
25. Johnson P.B., Christy R.W. Optical constants of noble metals // Phys. Rev. B. 1972. V. 6. № 12. P. 4370–4379.
26. Meier M., Wokaun A. Enhanced fields on large metal particles: dynamic depolarisation // Opt. Lett. 1983. V. 8. P. 581–583.