Proprietățile optice ale nanoconglomerate metalice - studopediya

Spectrele de absorbție ale nanoclusters metalici sunt caracterizate printr-o bandă largă intensă, care este absent în materialele vrac. Această bandă este conectată la excitație colectivă a electronilor de conducție (plasmonii suprafață cvasi-particule răsărire).

soluțiile coloidale și filmele granulate colorează intens datorită proprietăților optice ale nanoparticulelor. Soluțiile diluate de culori coloidale nobile, alcaline și rare sub formă de metale pământuri de la roșu la albastru. Mărimea granulară a filmului de aur 4 nm din particule au o absorbție maximă în intervalul 560-600 nm (roșu). film de metal granulata reduce absorbția luminii la trecerea de la lumina vizibila la gama infraroșu și metale masive, dimpotrivă, a crescut odată cu creșterea absorbției lungimii de undă.

efectul Plasmon este nanocluster absorbția de rezonanță a radiației electromagnetice incidente.

Partea imaginară a ansamblului permitivității 10 octombrie -10 13 nanoparticule (dispersie) este invers proporțională cu raza nanoparticulelor

În cazul în care partea imaginară a macrocrystal permitivitatea, este o parte în funcție de frecvență.

Dimensiunea particulei depinde de lățimea benzii de absorbție și forma regiunii sale de frecvență joasă.

Experimentele și calculele arată că trecerea de frecvență de rezonanță la nanoclusterii de metal este determinată în principal de constanta dielectrică a matricei (mediul nanocluster). Dacă variază intercluster interacțiune și constanta dielectrică poate fi format cu lungimea de undă de absorbție modificat nanomateriale plasmonică și nanostructură culoare. Electron tunelare prin bariera dintre nanoclusterii în soluția coloidală poate fi utilizată la crearea de noi nanomateriale.

Nanoclusterii metal în pahare optice

Stained vitralii medievale consilii cuprinde particule de metal nanoscale. Dimensiunea nanoparticule de aur afectează spectrul de absorbție optică a unui sticlă de cuarț (silice), în spectrul vizibil. Spectrele de absorbție ale nanoclusters metalici sunt caracterizate printr-o bandă largă intensă, care este absent în materialele vrac.

La frecvențe foarte mari electronii de conducție în metale se comportă ca un gaz de plasmă ionizată neutru electrotermetrică. În plasmă electroni solide sarcini negative, sarcinile pozitive ale ionilor de zăbrele. În cazul în care clustere au o dimensiune mai mică decât lungimea de undă de lumină incidente și care nu interacționează unii cu alții, unda electromagnetică provoacă oscilații plasmatice de electroni care duc la preluarea. Când frecvența naturală de oscilație a electronilor și frecvența câmpului electric de absorbție val rezonanță externă are loc radiațiile electromagnetice de metal incidente nanocluster. Moțiunea colectivă a electronilor este descrisă ca având energia plasmon de gaz quasiparticle (frecvență plasmonică -proper).

Pentru calcularea coeficientului de absorbție al lungimii de undă utilizată teoria clasică a scattering Mie. Coeficientul de absorbție este mic particule metalice sferice. situat într-un mediu non-absorbant Pul139 +

În cazul în care concentrația de sfere de volum. . - părțile reale și imaginare ale permitivității complexe a sferelor, mediul de indice de refracție neabsorbante, lungimea luminii incidente.

Profilul linii de absorbție în regiunea de rezonanță are o formă Lorentz. Pentru dimensiune nanocluster mult mai mică decât lungimea de undă a frecvenței de rezonanță determinată prin formula

Acolo unde densitatea constanta-electron electrice SI. Masa elnktrona, sunt reale parte a constantei dielectrice a medie componenta conectată la tranzițiile interband în nanocluster.

O altă proprietate importantă a tehnologiei compozit pentru sticla metalică este un neliniaritate optic - dependența indicelui de refracție intensitatea luminii incidente.

efecte optice neliniare pot fi folosite pentru a crea switch-uri optice, care vor fi elementele de bază ale unui calculator fotonică.

Neliniaritate se caracterizează prin polarizarea sub influența câmpului electric al undei de lumină

În cazul în care constanta dielectrică a mediului.

Nanomaterialele care cuprinde nanoclusterii de aur și argint plasmon resonance are loc la frecvența coincidență a radiației laser, cu o frecvență de oscilație a electronilor liberi în nanoclusterii metalici. Acest lucru conduce la localizarea excitației în nanoclusters și o creștere accentuată în domeniul local, care este generat de fasciculul laser primară cu o mai mare intensitate. Monomerul diacetylenic pe bază de nanocompozite polimer cuprinzând clustere de aur de dimensiuni de aproximativ 2 nm cuprinzând 7-16% din metal permite creșterea de 200 de ori în polarizabilitatea optic al treilea ordin. Pe baza unui astfel de material optic neliniar poate crea convertoare electron-optic, cu un câștig semnificativ.