Chia sẻ bài báo qua Email NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG ĐỘ DÀY LỚP KIM LOẠI ĐẾN CỘNG HƯỞNG BỀ MẶT CỦA CẤU TRÚC NANO KIM LOẠI – KIM LOẠI – CÁCH ĐIỆN
Thông tin bài báo
Ngày nhận bài: 11/11/25 Ngày hoàn thiện: 03/02/26 Ngày đăng: 05/02/26Các tác giả
1. Đỗ Đức Thọ, Khoa Vật lý kỹ thuật - Đại học Bách khoa Hà Nội2. Vũ Phi Hùng, Khoa Vật lý kỹ thuật - Đại học Bách khoa Hà Nội
3. Nguyễn Việt Hưng, Trường Vật liệu - Đại học Bách khoa Hà Nội
4. Đào Xuân Việt, Trường Vật liệu - Đại học Bách khoa Hà Nội
5. Đinh Mạnh Tiến, Trường Vật liệu - Đại học Bách khoa Hà Nội
6. Nguyễn Duy Cường, Trường Vật liệu - Đại học Bách khoa Hà Nội
7. Đoàn Quảng Trị
, Trường Vật liệu - Đại học Bách khoa Hà Nội
Tóm tắt
Trong bài báo này chúng tôi đã thực hiện nghiên cứu về sự ảnh hưởng của lớp kim loại đến sự cộng hưởng bề mặt của cấu trúc hạt nano kim loại – kim loại – cách điện bằng phương pháp sai phân hữu hạn trong miền thời gian của Lumerical trong vùng khả kiến. Các hạt nano Ag có hình dạng cầu với kích thước giống nhau được sắp xếp theo chuỗi, lớp kim loại Au với độ dày thay đổi (từ 10 nm đến 70 nm) và lớp đế SiO2 có độ dày cố định (700 nm). Kết quả nghiên cứu đã cho thấy độ dày của lớp kim loại Au có ảnh hưởng đáng kể đến sự cộng hưởng bề mặt, cụ thể sự suy giảm năng lượng sóng lên đến gần 5 lần khi độ dày của lớp Au tăng từ 5nm lên 70 nm, nguyên nhân là so sự tiêu tán ánh sáng bổ sung do sự kích thích SPP bề mặt. Bên cạnh đó chúng tôi cũng đã xem xét đến sự ảnh hưởng củakích thước hạt Ag (bán kính hạt nano kim loại, RNPs thay đổi từ 10 nm đến 50 nm), kết quả chỉ ra có sự dịch chuyển đỉnh từ khoảng 550 nm đến khoảng 590 nm khi kích thước hạt Ag tăng RNPs =10 nm đến RNPs= 50 nm. Sự ảnh hưởng của khoảng cách giữa các hạt nano Ag cũng được xem xét trong nghiên cứu này.
Từ khóa
Toàn văn:
PDFTài liệu tham khảo
[1] E. Ozbay, “Plasmonics: Merging Photonics and Electronics at Nanoscale Dimensions,” Science, vol. 311, no. 5758, pp. 189-193, 2006, doi: 10.1126/science.1114849.
[2] K. A. Willets and R. P. Van Duyne, “ Localized surface plasmon resonance spectroscopy and sensing,” Annual Review of Physical Chemistry, vol. 58, pp. 267-297, 2006.
[3] W. L. Barnes, A. Dereux, and T. W. Ebbesen, “Surface plasmon subwavelength optics,” Nature, vol. 424, pp. 824–830, 2003, doi: 10.1038/nature01937.
[4] M. I. Stockman, “Nanoplasmonics: past, present, and glimpse into future,” Optics Express, vol. 19, no. 22, pp. 22029-22106, 2011, doi: 10.1364/OE.19.022029.
[5] P. Bermel, M. Ghebrebrhan, W. Chan, Y. X. Yeng, M. Araghchini, R. Hamam, C. H. Marton, K. F. Jensen, M. Soljačić, J. D. Joannopoulos, S. G. Johnson, and I. Celanovic, “Design and global optimization of high-efficiency thermophotovoltaic systems,” Optics Express, vol. 18, no. S3, pp. A314-A334, 2010, doi. 10.1364/OE.18.00A314.
[6] J. Hao, J. Wang, X. Liu, W. J. Padilla, L. Zhou, and M. Qiu, “High performance optical absorber based on a plasmonic metamaterial,” Applied Physics Letters, vol. 96, no. 25, 2010, doi: 10.1063/1.3442904.
[7] F. B. P. Niesler, J. K. Gansel, S. Fischbach, and M. Wegener, “Metamaterial metal-based bolometers,” Applied Physics Letters, vol. 100, no. 20, May 2012, doi: 10.1063/1.4714741.
[8] E. Prodan, C. Radloff, N. J. Halas, and P. Nordlander, “A Hybridization Model for the Plasmon Response of Complex Nanostructures,” Science, vol. 302, pp. 419-422, 2003, doi: 10.1126/science.1089171.
[9] A. Moreau, C. Ciracì, J. J. Mock, R. T. Hill, Q. Wang, B. J. Wiley, A. Chilkoti, and D. R. Smith, “Controlled-reflectance surfaces with film-coupled colloidal nanoantennas,” Nature, vol. 492, pp. 86–89, 2012, doi: 10.1038/nature11615Nature492(2012)86.
[10] J. J. Mock, R. T. Hill, A. Degiron, S. Zauscher, A. Chilkoti, and D. R. Smith, “Distance-Dependent Plasmon Resonant Coupling between a Gold Nanoparticle and Gold Film,” Nano Letters, vol. 8, no. 8, pp. 2245 - 2251, 2008, doi: 10.1021/nl080872f.
[11] K. Yee, "Numerical solution of initial boundary value problems involving maxwell's equations in isotropic media," IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 14, no. 3, pp. 302-307, May 1966, doi: 10.1109/TAP.1966.1138693.
[12] K. Umashankar and A. Taflove, “A Novel Method to Analyze Electromagnetic Scattering of Complex Objects,” IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, vol. EMC-24, no. 4, pp. 397-405, Nov. 1982, doi: 10.1109/TEMC.1982.304054.
[13] A. D. Rakić, A. B. Djurišić, J. M. Elazar, and M. L. Majewski, "Optical properties of metallic films for vertical-cavity optoelectronic devices," Applied Optics, vol. 37, no. 22, pp. 5271-5283, 1998, doi: 10.1364/AO.37.005271.
[14] R. A. Kadhim, L. Yuan, H. Xu, J. Wu, and Z. Wang, “Highly Sensitive D-Shaped Optical Fiber Surface Plasmon Resonance Refractive Index Sensor Based on Ag-α-Fe2O3 Grating,” IEEE Sensors Journal, vol. 20, no. 17, pp. 9816-9824, 2020, doi: 10.1109/JSEN.2020.2992854.
[15] S. Karimi, A. Moshaii, S. Abbasian, and M. Nikkhah, “Surface Plasmon Resonance in Small Gold Nanoparticles: Introducing a Size-Dependent Plasma Frequency for Nanoparticles in Quantum Regime,” Plasmonics, vol. 14, pp. 851–860, 2019, doi: 10.1007/s11468-018-0866-4.
[16] A. L. Rodarte and A. R. Tao, “Plasmon–Exciton Coupling between Metallic Nanoparticles and Dye Monomers,” The Journal of Physical Chemistry C, vol. 121, no. 6, pp. 3496–3502, doi: 10.1021/acs.jpcc.6b08905.
DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.13983
Các bài báo tham chiếu
- Hiện tại không có bài báo tham chiếu