尺寸变化效应对超小金属颗粒光学行为的影响

本文分析了在亚纳米尺度系统中，通过光学响应对超小纳米颗粒中电子跃迁进行详细描述的重要性，以考察尺寸的微小变化带来的影响。我们利用直径小于 10 nm 的纳米球的精确本征能量和波函数，仔细计算了这些系统在不同受限条件下的介电函数。旨在利用所获得的介电函数，展示单电子受限於球体中的吸收光谱，分为两种情况：1) 无限受限和 2) 有限受限；在有限受限情况下，通过调整构成每个球体的原子数量，仔细计算势阱深度，从而使能量和偶极矩阵元能提供更准确的光学响应信息。此外，我们将该介电函数的计算扩展至获取确定等离子体频率所需的光学常数，并通过求解 Maxwell 方程组的有限元数值方法，以获得近电场的增强效果。我们展示了粒径小于 10 nm 时的一种有趣行为，发现颗粒尺寸的微小变化所引起的本征能量变化，会导致这些纳米颗粒光学响应的显著变化。正如最近在亚纳米至原子尺度对等离子体现象的观测所证实的那样，这种效应可以在光学吸收光谱和局域表面等离子体能量中观察到。