基于经典限域作用的小尺寸金纳米粒子表面等离激元共振的修正Drude模型
材料科学
2019-12-25 v1 光学
摘要
我们研究了小金属纳米粒子（MNP）有限尺寸引起的恢复力对其在入射光电场下线性响应的影响。在一个针对小MNP的半经典唯象类Drude模型中，我们考虑由传导电子相对于离子背景的位移引起的恢复力，并在由理想Thomson模型获得的力项中引入一个作为NP直径函数的自由系数以调整经典方法。模型中包含了所有重要的能量耗散机制，如电子-电子、电子-声子和电子-NP表面散射以及辐射。此外，为修正理论方法的不足，在 aforementioned 机制的阻尼因子中增加了一个修正项。为确定自由参数，使用了掺杂于玻璃中不同尺寸金NPs消光截面的实验数据，观察到实验数据与我们的模型之间具有良好的一致性。结果表明，随着NP直径减小，恢复力变大，经典限域效应在相互作用中更为主导。根据实验数据，恢复力系数的最佳拟合参数是直径的三阶负幂函数。所拟合的修正阻尼因子正比于波长的平方倒数和NP直径的三阶幂级数。给出了不同尺寸金NPs介电常数的实部和虚部，可见虚部对直径变化更为敏感。NP直径增大会导致介电常数实部增加、虚部减小。
引用
@article{arxiv.1912.11245,
title = {Modified Drude model for small gold nanoparticles surface plasmon resonance based on the role of classical confinement},
author = {Asef Kheirandish and Nasser Sepehri Javan and Hosein Mohammadzadeh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.11245},
year = {2019}
}
备注
8 Pages, 5 figures