Розмірна та температурна залежності поверхневого плазмонного резонансу в наночастинках срібла
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe57.2.266Ключові слова:
-Анотація
Було досліджено розмірну і температурну залежності енергії поверхневого плазмонного резонансу у сферичних наночастинках срібла, інкорпорованих у кварцову матрицю, в діапазоні розмірів 11–30 нм та інтервалі температур 293–650 K. Було виявлено, що енергія поверхневого
плазмонного резонансу в досліджених наночастинках срібла залежить від розміру та температури наночастинки. При зменшенні розміру наночастинки або при збільшенні її температури спостерігається червоний зсув поверхневого плазмонного резонансу. При зменшенні розміру наночастинки збільшується частота розсіяння вільних електронів на поверхні наночастинки, що приводить до червоного нелінійного зсуву поверхневого плазмонного резонансу. Червоний температурний зсув є лінійним для великих наночастинок, але стає нелінійним для малих наночастинок. Було показано, що теплове розширення наночастинки є причиною червоного зсуву поверхневого плазмонного резонансу при збільшенні температури. Було виявлено, що об'ємний коефіцієнт теплового розширення залежить як від розміру наночастинки, так і від температури. Він збільшується при зменшенні розміру наночастинки і збільшенні температури.
Посилання
A. Barhoumi, D. Zhang, F. Tam, and N. Halas, J. of the Amer. Chem. Soc. 130, 5523 (2008).
https://doi.org/10.1021/ja800023j
F. Le, D. Brandl, Y. Urzhumov, H. Wang, J. Kundu, N. Halas, J. Aizpurua, and P. Nordlander, ACS Nano 2, 707 (2008).
https://doi.org/10.1021/nn800047e
G. Laurent, N. Felidj, J. Grand, J. Aubard, G. Levi, A. Hohenau, J. Krenn, and F. Aussenegg, J. of Macrosc..-Oxford 229, 189 (2008).
https://doi.org/10.1111/j.1365-2818.2008.01885.x
R. Bakker, H. Yuan, Z. Liu, V. Drachev, A. Kildishev, V. Shalaev, R. Pedersen, S. Gresillon, and A. Boltasseva, Appl. Phys. Lett. 92, 043101 (2008).
https://doi.org/10.1063/1.2836271
G. Gay, B. de Lesegno, R. Mathevet, J. Weiner, H. Lezec, and T. Ebbesen, Appl. Phys. B 81, 871 (2005).
https://doi.org/10.1007/s00340-005-2016-x
O.A. Yeshchenko, I.M. Dmitruk, A.A. Alexeenko, M.Yu. Losytskyy, A.V. Kotko, and A.O. Pinchuk, Phys. Rev. B 79, 235438 (2009).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.79.235438
A. Gobin, M. Lee, R. Drezek, N. Halas, and J. West, Clin. Cancer Res. 11, 9095S (2005).
C. Hubert, A. Rumyantseva, G. Lerondel, J. Grand, S. Kostcheev, L. Billot, A. Vial, R. Bachelot, and P. Royer, Nano Letters 5, 615 (2005).
https://doi.org/10.1021/nl047956i
K. Kandere-Grzybowska, C. Campbell, Y. Komarova, B. Grzybowski, and G. Borisy, Nature Meth. 2, 739 (2005).
https://doi.org/10.1038/nmeth796
M. Choi, K.J. Stanton-Maxey, J.K. Stanley, C.S. Levin, R. Bardhan, D. Akin, S. Badve, J. Sturgis, J.P. Robinson, R. Bashir, N.J. Halas, and S.E. Clare, Nano Letters 7, 3759 (2007).
https://doi.org/10.1021/nl072209h
L. Hirsch, A. Gobin, A. Lowery, F. Tam, R. Drezek, N. Halas, and J. West, Ann. of Biomed. Eng. 34, 15 (2006).
https://doi.org/10.1007/s10439-005-9001-8
D. O'Neal, L. Hirsch, N. Halas, J. Payne, and J. West, Cancer Lett. 209, 171 (2004).
https://doi.org/10.1016/j.canlet.2004.02.004
D. Citrin, Nano Letters 5, 985 (2005).
https://doi.org/10.1021/nl050513+
J. Jung, T. Sondergaard, and S. Bozhevolnyi, Phys. Rev. B 76, 035434 (2007).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.76.035434
K. Leosson, T. Nikolajsen, A. Boltasseva, and S. Bozhevolnyi, Optics Exp. 14, 314 (2006).
https://doi.org/10.1364/OPEX.14.000314
B. Steinberger, A. Hohenau, H. Ditlbacher, A. Stepanov, A. Drezet, F. Aussenegg, A. Leitner, and J. Krenn, Appl. Phys. Lett. 88, 094104 (2006).
https://doi.org/10.1063/1.2180448
J. Takahara, S. Yamagishi, H. Taki, A. Morimoto, and T. Kobayashi, Opt. Lett. 22, 475 (1997).
https://doi.org/10.1364/OL.22.000475
U. Kreibig and M. Vollmer, Optical Properties of Metal Clusters (Springer, Berlin, 1995).
https://doi.org/10.1007/978-3-662-09109-8
A. Pinchuk and U. Kreibig, New J. of Phys. 5, 151 (2003).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/5/1/151
C. Aikens and G. Schatz, J. of Phys. Chem. A 110, 13317 (2006).
https://doi.org/10.1021/jp065206m
M. Achermann, K. Shuford, G. Schatz, D. Dahanayaka, L. Bumm, and V. Klimov, Opt. Lett. 32, 2254 (2007).
https://doi.org/10.1364/OL.32.002254
C. Hendrich, J. Bosbach, F. Stietz, F. Hubenthal, T. Vartanyan, and F. Trager, Appl. Phys. B 76, 869 (2003).
https://doi.org/10.1007/s00340-003-1168-9
A. Pinchuk, U. Kreibig, and A. Hilger, Surf. Sci. 557, 269 (2004).
https://doi.org/10.1016/j.susc.2004.03.056
A. Pinchuk, G. Von Plessen, and U. Kreibig, J. of Phys. D 37, 3133 (2004).
https://doi.org/10.1088/0022-3727/37/22/012
C. Dahmen, B. Schmidt, and G. von Plessen, Nano Letters 7, 318 (2007).
https://doi.org/10.1021/nl062377u
L.G. Grechko, A.Y. Blank, O.A. Panchenko, and A.A. Pinchuk, Telecomm. and Radio Eng. 51, 160 (1997).
https://doi.org/10.1615/TelecomRadEng.v51.i2-3.150
C. Novo, D. Gomez, J. Perez-Juste, Z.Y. Zhang, H. Petrova, M. Reismann, P. Mulvaney, and G.V. Hartland, Phys. Chem. Chem. Phys. 8, 3540 (2006).
https://doi.org/10.1039/b604856k
U. Kreibig and L. Genzel, Surf. Sci. 156, 678 (1985).
https://doi.org/10.1016/0039-6028(85)90239-0
U. Kreibig and P. Zacharias, Zeit. für Phys. 231, 128 (1970).
https://doi.org/10.1007/BF01392504
U. Kreibig, Appl. Phys. B 93, 79 (2008).
https://doi.org/10.1007/s00340-008-3213-1
W.A. Challener, C. Peng, A.V. Itagi, D. Karns, W. Peng, Y. Peng, X.M. Yang, X. Zhu, N.J. Gokemeijer, Y.-T. Hsia, G. Ju, R.E. Rottmayer, M.A. Seigler, and E.C. Gage, Nature Photonics 3, 303 (2009).
https://doi.org/10.1038/nphoton.2009.71
L.R. Hirsch, R.J. Stafford, J.A. Bankson, S.R. Sershen, B. Rivera, R.E. Price, J.D. Hazle, N.J. Halas, and J.L. West, Proceed. of the NAS of the USA 100, 13549 (2003).
https://doi.org/10.1073/pnas.2232479100
A. Lowery, A. Gobin, E. Day, N. Halas, and J. West, Breast Cancer Res. and Treat. 100, S289 (2006).
A. Lowery, A. Gobin, E. Day, N. Halas, and J. West, Int. J. of Nanomedic. 1, 149 (2006).
https://doi.org/10.2147/nano.2006.1.2.149
L. Cao, D.N. Barsic, A.R. Guichard, and M.L. Brongersma, Nano Letters 7, 3523 (2007).
https://doi.org/10.1021/nl0722370
W. Cai, J.S. White, and M.L. Brongersma, Nano Letters 9, 4403 (2009).
https://doi.org/10.1021/nl902701b
L. G. Grechko, A. O. Pinchuk, and A. Lesjo, Proceed. of SPIE 3890, 149 (1999).
R.H. Doremus, J. of Chem. Phys. 42, 414 (1965).
https://doi.org/10.1063/1.1695709
S. Link and M.A. El-Sayed, J. of Phys. Chem. B 103, 4212 (1999).
https://doi.org/10.1021/jp984796o
O.A. Yeshchenko, I.M. Dmitruk, A.M. Dmytruk, and A.A. Alexeenko, Mater. Sci. and Engin. B 137, 247 (2007).
https://doi.org/10.1016/j.mseb.2006.11.030
V.S. Gurin, A.A. Alexeenko, K.V. Yumashev, R. Prokoshin, S.A. Zolotovskaya, and G.A. Zhavnerko, Mater. Sci. and Engin. C 23, 1063 (2003).
https://doi.org/10.1016/j.msec.2003.09.073
O.A. Yeshchenko, I.M. Dmitruk, A.A. Alexeenko, and A.M. Dmytruk, Phys. Rev. B 75, 085434 (2007).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.75.085434
A. Pinchuk, A. Hilger, G. Von Plessen, and U. Kreibig, Nanotechn. 15, 1890 (2004).
https://doi.org/10.1088/0957-4484/15/12/036
O.A. Yeshchenko, I.M. Dmitruk, A.A. Alexeenko, and A.V. Kotko, Nanotechn. 21, 045203 (2010).
https://doi.org/10.1088/0957-4484/21/4/045203
C.F. Bohren and D.R. Huffman, Absorption and Scattering of Light by Small Particle (Wiley, New York, 1998).
https://doi.org/10.1002/9783527618156
G. Weick, G.L. Ingold, R.A. Jalabert, and D. Weinmann, Phys. Rev. B 74, 165421 (2006).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.74.165421
Z. Li-Jun, G. Jian-Gang, and Z. Ya-Pu, Chin. Phys. Lett. 26, 066201 (2009).
https://doi.org/10.1088/0256-307X/26/6/066201
B. Grzybowski, X. Jiang, H. Stone, and G. Whitesides, Phys. Rev. E 64, 011603 (2001).
https://doi.org/10.1103/PhysRevE.64.011603
J.H. Wray and J.T. Neu, J. of Opt. Soc. Amer. 59, 774 (1969).
https://doi.org/10.1364/JOSA.59.000774
C. Kittel, Introduction to Solid State Physics (Wiley, New York, 2005).
R.H. Bube, Electrons in Solids: An Introductory Survey (Academic Press, London, 1992).
M. Rashidi-Huyeh and B. Palpant, Phys. Rev. B 74, 075405 (2006).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.74.075405
Y.H. Zhao and K. Lu, Phys. Rev. B 56, 14330 (1997).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.56.14330
Y. Kuru, M. Wohlschlogel, U. Welzel, and E. J. Mittemeijer, Appl. Phys. Lett. 90, 243113 (2007).
https://doi.org/10.1063/1.2748332
M. Dubiel, S. Brunsch, and L. Troger, J. of Phys.: Cond. Matt. 12, 4775 (2000).
https://doi.org/10.1088/0953-8984/12/22/310
W.L. Fang and C.Y. Lo, Sens. Actuat. A 84, 310 (2000).
https://doi.org/10.1016/S0924-4247(00)00311-3
M. Wagner, Phys. Rev. B 45, 635 (1992).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.45.635
C.C. Yang, M.X. Xiao, W. Li, and Q. Jiang, Solid State Comm. 139, 148 (2006).
https://doi.org/10.1016/j.ssc.2006.05.035
S. Pathak and V.B. Shenoy, Phys. Rev. B 72, 113404 (2005).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.72.113404
W.H. Li, S.Y. Wu, C.C. Yang, S.K. Lai, K.C. Lee, H.L. Huang, and H.D. Yang, Phys. Rev. Lett. 89, 135504 (2002).
R.C. Lincoln, K.M. Koliwad, P.B. Ghate, Phys. Rev. 157, 463 (1967).
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
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}
