نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
دانشکده فیزیک، دانشگاه صنعتی اصفهان
چکیده
در این پژوهش، طیف تشدید پلاسمون سطحی جایگزیده برای نانوذرات کروی منفرد طلا با شعاع 20 تا 55 نانومتر، در محیطهای با ضریب شکست متفاوت (1 تا 8/1) با استفاده از روش تفاضل محدود در حوزه زمان شبیهسازی شده است. بسامد تشدید پلاسمونی با در نظر گرفتن مش‌بندی مناسب با بیشترین تطبیق بر نظریهی مای برای هر ذره مشخص شده است و با استفاده از نتایج این شبیه‌سازی‌ها، خواص پلاسمونی نانوپوسته‌های طلا با ضخامت‌های متفاوت در محیط با ضریب شکست هوا (1) و آب (1.33) بررسی شده است. سپس بسامد تشدید پلاسمون برای نانوپوسته‌ها محاسبه شد و نتیجه گرفتیم در محیطهای مختلف، نانوپوسته طلا با شعاع خارجی 20 نانومتر و ضخامت 12 نانومتر دارای طیف پلاسمونی منطبق بر نانوکره طلا با همان شعاع خارجی است. سپس جابجایی قله تشدید پلاسمون سطحی جایگزیده برای هر نانوذره نسبت به تغییر ضریب شکست محیط رسم شده است. در پایان حساسترین و غیرحساسترین نانوذره نسبت به تغییرات ضریب شکست محیط تعیین شده است.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
Investigating the diameter effect of gold and silver nanoshells with specific outsider diagonal on localized surface pasmon resonance by the FDTD method
نویسندگان [English]
- H Zafari
- P Sahebsara
- Mehdi Torabi
- M Ranjbar
Department of Physics, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran
چکیده [English]
In this research, localized surface plasmon resonance spectra for single spherical gold nanoparticles with radius between 20 to 55nm in environments of different refractive indices between 1 and 1.8 has been studied by Finite Different Time Domain method. In this simulations, plasmon resonance frequency is determined for each nanoparticle with optimized mesh size, and is compared with the results of Mie theory. Moreover, using these results, plasmonic propertis of gold nanoshells of various diameters were studied in air (n=1) and water (n=1.33). Plasmon resonance has been calculated for nanoshells and it was concluded that in different environments, gold nanoshells with outer radius of 20 nanometers and diameter of 12 nanometers have their plasmonic spectrum are associated on gold nanosphere with the same outer radius. frequency for nanoshells has been calculated. The plasmon resonance peak shift for various nanoparticles is plotted versus refractive indices. Finally, the most sensitive and most insennitive of nanoparticles to the refractive index of the environment has been discussed for sensing applications.
کلیدواژه‌ها [English]
- surface plasmons
- gold nanoparticles
- nanosensors
- finite different time domain method
- D N Spergel, et al., Astrophys. J. Suppl. 170 (2007) 377.
- S Perlmutter, et al., Astrophys. J. 598 (2003) 102.
- E Hawkins, et al., Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 346 (2003) 78.
- D J Eisentein, et al., Astrophys. J. 633 (2005) 560.
- B Jain and A Taylor, Phys. Rev. Lett. 91 (2003) 141302.
- E J Copeland, M Sami and S Tsujikawa, Int. J. Mod. Phys. D 15 (2006) 1753.
- T P Sotiriou and V Faraoni, Rev. Mod. Phys. 82 (2010) 451.
- A Einsteinz, Sitzungsber. Preuss. Akad. Wiss. Phys. Math. Kl. 217 (1928) 224.
- K Hayashi and T Shirafuji, Phys. Rev. D. 19 (1979) 3524.
10. E V Linder, Phys. Rev. D. 81 (2010) 127301.
11. R Ferraro and F Fiorini, Phys. Rev. D. 75 (2007) 084031.
12. G R Bengochea and R Ferraro, Phys. Rev. D. 79 (2009) 124019 .
13. P Wu and H Yu, Phys. Lett. B 692 (2010) 176.
14. P Wu and H Yu, Eur .Phys. J. C 71 (2011) 1552.
15. م عطازاده و ع اقبالی، مجلة پژوهش فیزیک ایران 18 1 (۱۳۹۷) ۲۳.
15. M Atazadeh and A Eghbali, Iranian J. Phys. Res. 18 1 (2018) 23.
16. M R Setare and N Mohammadipour, JCAP 1211 (2012) 030.
17. Sh Chen, J B Dent, Sourish Dutta and E N Saridakis, Phys. Rev. D. 83 (2011) 023508.
18. C -Q Geng, C -C Lee, E N Saridakis and Y -P Wu, Phys. Lett. B 704 (2011) 384.
19. G Otalora, JCAP 1307 (2013) 044.
20. G Otalora, Phys. Rev. D. 88 (2013) 063505.
21. C -Q Geng, J -A Gu and C -C Lee, Phys. Rev. D. 88 (2013) 024030.
22. H M Sadjadi, Phys. Rev. D. 87 (2013) 064028.
23. S W Hawking, Com. Math. Phys. 43 (1975) 199.
24. J D Bekenstein, Phys. Rev. D. 7 (1973) 2333.
25. T Jacobson, Phys. Rev Lett. 75 (1995) 1260.
26. R G Cai and S P Kim, JHEP 02 (2005) 050.
27. M Akbar and R G Cai, Phys. Rev. D. 75 (2007) 084003.
28. C Eling, R Guedens and T Jacobson, Phys. Rev. Lett. 86 (2006) 121301.
29. A Sheykhi, B Wang and R-G Cai, Nucl. Phys. B. 779 (2007) 1.
30. M Akbar and R G Cai, Phys. Lett. B. 648 (2007) 243.
31. Y Gong and A Wang, Phys. Rev. Lett. 99 (2007) 211301.
32. A Sheykhi, JCAP 05 (2009) 019.
33. K Bamba and C Q Geng, Phys. Lett. B 679 (2009) 282.
34. K Karami and S Ghaffari, Phys. Lett. B 688 (2010) 125.
35. م آقائی آبچویه، ب میرزا و ح نادی، مجلة پژوهش فیزیک ایران 14 4 (۱۳۹3) ۲9۳.
35. M Aghaei Abchouyeh, B Mirza, B Mirza, and H Nadi, Iranian J. Phys. Res. 14 4 (2015) 293.
36. T Azizi and N Borhani, Astrophys. Space Sci. 357 (2015) 146.
37. T Azizi and N Borhani, Adv. High Energy Phys. 2017 (2017) 6839050.
38. B Wang, Y. Gong and E. Abdalla, Phys. Lett. B. 624 (2005) 141.
39. N Mazumder and S Chakraborty, Class. Quant. Grav. 26 (2009) 195016.
40. N Mazumder and S Chakraborty, Gen. Rel. Grav. 42 (2010) 813.
41. S A Hayward, Class. Quant. Grav. 15 (1998) 3147.
F Q Tu and Yi Xin. Chen, EPJC 76 (2016) 28
)