 |
|||||||||
 |
2022, том 20, випуск 2 |
|
|||||||
|
|||||||||
Випуски/2022/том 20 /випуск 2 |
І. Яремчук, Т. Булавінець, О. Вернигор, Я. Гніліцький, Р. Лесюк
«Оптичні властивості наночастинок моносульфіду Купруму у близькій інфрачервоній області спектра»
0345–0358 (2022)
PACS numbers: 42.25.Bs, 71.45.Gm, 73.20.Mf, 73.22.Lp, 78.20.Ci, 78.30.Hv, 78.67.Bf
У роботі детально вивчено вплив різних чинників на вислідний оптичний відгук сферичних наночастинок моносульфіду Купруму, починаючи з впливу концентрації вільних носіїв заряду на їхню діелектричну сталу та закінчуючи спектрами екстинкції. Показано, що метод синтези наночастинок CuS впливатиме на значення концентрації вільних носіїв заряду, змінюючи їхню плазмову частоту та діелектричну проникність. А це в свою чергу матиме визначальний вплив на їхній вислідний оптичний відгук. Встановлено, що довжина хвилі та плазмова частота мають найбільший вплив на значення комплексної діелектричної проникности наночастинок CuS. Частота локалізованого поверхневого плазмонного резонансу наночастинок CuS, прямо пропорційна їхній плазмовій частоті, зменшується зі збільшенням діелектричної проникности навколишнього середовища та зі збільшенням сталої затухання вільних носіїв. Таким чином, у перспективі, змінюючи умови синтези наночастинок сульфіду Купруму, можна одержати певне значення концентрації вільних носіїв і тим самим бажане значення плазмової частоти, що дає можливість контролювати пік локалізованого поверхневого плазмонного резонансу. Також теоретично досліджено керування оптичними властивостями даного матеріялу зміною розмірів, форми наночастинок і показника заломлення навколишнього середовища. Показано, що несферичні наночастинки характеризуються двома плазмонними піками, що відповідають поперечному та поздовжньому локалізованим поверхневим плазмонним резонансам, а віддаль між піками залежить від співвідношення між осями несферичної наночастинки. Показано можливість зсуву резонансу оптичного поглинання на локалізованих поверхневих плазмонах у широкому діяпазоні інфрачервоних довжин хвиль — від 800 до 1800 нм. Таким чином, досліджуваний матеріял є перспективним для біомедичних застосувань і енергоґенерувальних систем в інфрачервоній області спектра. Розрахунки проводилися методом дипольної еквівалентности
Keywords: локалізований поверхневий плазмонний резонанс, наночастинки, моносульфід Купруму, комплексна діелектрична проникність
References
1. Z. Liu, Y. Zhong, I. Shafei, R. Borman, S. Jeong, J. Chen, Y. Losovyj, X. Gao, N. Li, Y. Du, E. Sarnello, T. Li, D. Su, W. Ma, and X. Ye, Nature Communications, 10, No. 1: 1 (2019); https://doi.org/10.1038/s41467-019-09165-22. Y. Xie, L. Carbone, C. Nobile, V. Grillo, S. D’Agostino, F. Della Sala, C. Giannini, D. Altamura, C. Oelsner, C. Kryschi, and P. D. Cozzoli, ACS Nano, 7, No. 8: 7352 (2013); https://doi.org/10.1021/nn403035s
3. S. Sun, P. Li, S. Liang, and Z. Yang, Nanoscale, 9, No. 32: 11357 (2017); https://doi.org/10.1039/C7NR03828C
4. P. Roy and S. K. Srivastava, Cryst. Eng. Comm., 17, No. 41: 7801 (2015); https://doi.org/10.1039/C5CE01304F
5. W. Liang and M. H. Whangbo, Solid State Communications, 85, No. 5: 405 (1993); https://doi.org/10.1016/0038-1098(93)90689-K
6. F. Di Benedetto, M. Borgheresi, A. Caneschi, G. Chastanet, C. Cipriani, D. Gatteschi, G. Pratesi, M. Romanelli, and R. Sessoli, Eur. J. Mineral., 18, No. 3: 283 (2006); https://doi.org/10.1127/0935-1221/2006/0018-0283
7. M. I. Din and R. Rehan, Analytical Letters, 50, No. 1: 50 (2017); https://doi.org/10.1080/00032719.2016.1172081
8. R. Lesyuk, E. Klein, I. Yaremchuk, and C. Klinke, Nanoscale, 10, No. 44: 20640 (2018); doi:10.1039/C8NR06738D
9. W. Xu, S. Zhu, Y. Liang, Z. Li, Z. Cui, X. Yang, and A. Inoue, Scientific Reports, 5, No. 1: 1 (2015); https://doi.org/10.1038/srep18125
10. C. Nethravathi, J. T. Rajamathi, and M. Rajamathi, ACS Omega, 4, No. 3: 4825 (2019); https://doi.org/10.1021/acsomega.8b03288
11. X. L. Yu, C. B. Cao, H. S. Zhu, Q. S. Li, C. L. Liu, and Q. H. Gong, Advanced Functional Materials, 17, No. 8: 1397 (2007); https://doi.org/10.1002/adfm.200600245
12. R. Zeinodin, F. Jamali-Sheini, and M. Cheraghizade, Materials Science in Semiconductor Processing, 123: 105501 (2021); https://doi.org/10.1016/j.mssp.2020.105501
13. U. Shamraiz, R. A. Hussain, and A. Badshah, Journal of Solid State Chemistry, 238: 25 (2016); https://doi.org/10.1016/j.jssc.2016.02.046
14. H. Nishi, K. Asami, and T. Tatsuma, Optical Materials Express, 6, No. 4: 1043 (2016); https://doi.org/10.1364/OME.6.001043
15. S. Goel, F. Chen, and W. Cai, Small, 10, No. 4: 631 (2014); https://doi.org/10.1002/smll.201301174
16. L. Wang, RSC Advances, 6, No. 86: 82596 (2016); https://doi.org/10.1039/C6RA18355G
17. Y. Zhao, H. Pan, Y. Lou, X. Qiu, J. Zhu, and C. Burda, Journal of the American Chemical Society, 131, No. 12: 4253 (2009); https://doi.org/10.1021/ja805655b
18. J. M. Luther, P. K. Jain, T. Ewers, and A. P. Alivisatos, Nature Materials, 10, No. 5: 361 (2011); https://doi.org/10.1038/nmat3004
19. M. R. Gao, Y. F. Xu, J. Jiang, and S. H. Yu, Chemical Society Reviews, 42, No. 7: 2986 (2013); https://doi.org/10.1039/C2CS35310E
20. I. Kriegel, F. Scotognella, and L. Manna, Physics Reports, 674: 1 (2017); https://doi.org/10.1016/j.physrep.2017.01.003
21. Y. Xie, W. Chen, G. Bertoni, I. Kriegel, M. Xiong, N. Li, M. Prato, A. Riedinger, A. Sathya, and L. Manna, Chemistry of Materials, 29, No. 4: 1716 (2017); https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.6b05184
22. Q. Lv, M. Y. Gao, Z. H. Cheng, Q. Chen, A. G. Shen, and J. M. Hu, Chemical Communications, 54, No. 95: 13399 (2018); https://doi.org/10.1039/C8CC07788F
23. M. Sun, X. Fu, K. Chen, and H. Wang, ACS Applied Materials & Interfaces, 12, No. 41: 46146 (2020); https://doi.org/10.1021/acsami.0c13420
24. V. Sharma and P. Jeevanandam, Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 20, No. 8: 5223 (2020); https://doi.org/10.1166/jnn.2020.18524
25. Q. Li, F. Wang, L. Sun, Z. Jiang, T. Ye, M. Chen, Q. Bai, C. Wang, and X. Han, Nano-Micro Letters, 9, No. 3: 35 (2017); doi:10.1007/s40820-017-0135-7
26. S. Shahi, S. Saeednia, P. Iranmanesh, and M. Hatefi Ardakani, Luminescence, 36, No. 1: 180 (2021); doi:10.1002/bio.3933
27. L. Chen, H. Hu, Y. Chen, J. Gao, and G. Li, Materials Advances, 2: 907 (2021); doi:10.1039/D0MA00837K
28. N. G. Khlebtsov, Quantum Electron., 38: 504 (2008); https://iopscience.iop.org/article/10.1070/QE2008v038n06ABEH013829
29. M. Ranjan, Journal of Nanoparticle Research, 15, No. 9: 1 (2013); https://doi.org/10.1007/s11051-013-1908-7
30. T. Ambjornsson, G. Mukhopadhyay, S. P. Apell, and M. Kall, Physical Review B, 73, No. 8: 085412 (2006); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.73.085412
 Усі статті ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна ©2003—2022 НАНОСИСТЕМЫ, НАНОМАТЕРИАЛЫ, НАНОТЕХНОЛОГИИ Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова Национальной Академии наук Украины. Електрона пошта: tatar@imp.kiev.ua Телефони та адреса редакції Про збірник Угода користувача |