Резонансне пiдсилення iнтенсивностi збудження молекули в спектрi непружного розсiяння електронiв завдяки взаємодiї з плазмонами металевої нанооболонки
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe59.09.0922Ключові слова:
непружне розсiяння електронiв (EELS), плазмонний резонанс, плазмон, наночастинка, пiдсилення збудження молекулиАнотація
У роботi побудовано квантово-механiчну модель розрахунку спектра енергетичних втрат швидких електронiв на системi, що складається з нанооболонки та розмiщеної неподалiк молекули. Показано, що у випадку резонансу мiж збудженням молекули та плазмонними модами нанооболонки перетин непружного розсiяння електронiв на енергiї збудження молекули значно зростає внаслiдок позичання молекулярним переходом сили осцилятора вiд плазмона. Вибiр спiввiдношення внутрiшнього та зовнiшнього радiусiв нанооболонки створює можливiсть забезпечення резонансу. Завдяки пiдсиленню перетину непружного розсiяння електрона на молекулi, створюється можливiсть спостерiгати її перехiд в електронному мiкроскопi. Побудовано й проаналiзовано залежностi спектрiв енергетичних втрат швидких електронiв вiд взаємного розташування молекули й металевої нанооболонки, вiдношення внутрiшнього та зовнiшнього радiусiв нанооболонки, кута розсiювання.
Посилання
S.A. Maier, Plasmonics: Fundamentals and Applications (Springer, New York, 2007).
V.V. Klimov, Usp. Fiz. Nauk 178, 875 (2008).
T. Hirakawa and P.V. Kamat, J. Am. Chem. Soc. 127, 3928 (2005).
https://doi.org/10.1021/ja042925a
H. Atwater and A.Polman, Nature Mater. 9, 205 (2010).
https://doi.org/10.1038/nmat2629
A.M. Gobin, E.M. Watkins, E. Quevedo, V.L. Colvin, and J.L. West, Nano Lett. 6, 745 (2010).
J. Nelayah, Nature Phys. 3, 348 (2007).
D. Ugarte, C. Colliex, and P. Trebbia, Phys.Rev. B 45, 4332 (1992).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.45.4332
C.H. Chen and J. Silcox, Phys. Rev. Lett. 37, 937 (1976).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.37.937
D.W. McComb and A. Howie, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. 96, 569 (1995).
https://doi.org/10.1016/0168-583X(95)00237-5
O. Nicoletti, M. Wubs, N.A. Mortensen, W. Sigle, P.A. van Aken, and P.A. Midgley, Opt. Express 19, 15371 (2011).
https://doi.org/10.1364/OE.19.015371
O. Nicoletti, F. de la Pena, R.L. Leary, D.J. Holland, C. Ducatti, and P.A. Midgley, Nature 502, 80 (2013).
https://doi.org/10.1038/nature12469
K. Kneipp, Ya. Wang, H. Kneipp, L.T. Perelman, I. Itzkan, R.R. Dasari, and M.S. Feld, Phys. Rev. Lett. 78, 1167 (1997).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.78.1667
C.D. Geddes and J.R. Lakowicz, J. Fluoresc. 12, 121 (2002).
https://doi.org/10.1023/A:1016875709579
I.Yu. Goliney and V.I. Sugakov, Phys. Rev. B 62, 11177 (2000).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.62.11177
I.Yu. Goliney, V.I. Sugakov, and Yu.V. Kryuchenko, Phys. Rev. B 72, 075442 (2005).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.72.075442
C. Ciraci, R.T. Hill, J.J. Mock, Y. Urzhumov, A.I. Fernindez-Dominguez, S.A. Maier, J.B. Pendry, A. Chilkoti, and D.R. Smith, Science 337, 1072 (2012).
https://doi.org/10.1126/science.1224823
J. Kern, S. Grossmann, N.V. Tarakina, T. Hickel, M. Emmerling, M. Kamp, J.-S. Huang, P. Biagioni, J. Prangsma, and B. Hecht, Nano Lett. 12, 5504 (2012).
https://doi.org/10.1021/nl302315g
J.A. Scholl, A.L. Koh, and J.A. Dionne, Nature 483, 421 (2012).
https://doi.org/10.1038/nature10904
I.Yu.Goliney and Ye.V.Onykienko, Nauk. Zapys. NAUKMA 126, 47 (2012).
V.I. Sugakov and G.V. Vertsimakha, Phys. Rev. B 81, 235308 (2010).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.81.235308
I.Yu. Goliney, V.I. Sugakov, L. Valkunas, and G.V. Vertsimakha, Phys. Chem. 404, 116 (2012).
https://doi.org/10.1016/j.chemphys.2012.03.011
L.D. Landau and E.M. Lifshitz, Quantum Mechanics. Non-Relativistic Theory (Pergamon Press, New York, 1977).
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
