Подавление плазмонного резонанса в наночастицах золота при переходе в жидкое состояние

Впервые экспериментально продемонстрировано полное подавление поверхностного плазмонного резонанса (ППР) золотых наночастиц при их нагреве и последующем плавлении. Проведен анализ полученных спектральных зависимостей с использованием теории Ми и экспериментальных значений оптических констант золота для разных температур и агрегатного состояния золота. Продемонстрировано хорошее качественное совпадение расчетных и экспериментальных результатов. В качестве одной из основных причин наблюдаемого подавления ППР предложено объяснение,заключающееся в том, что процесс плавления сопровождается резким увеличение константы электронной релаксации материала частиц, которая зависит, кроме электрон-фононного взаимодействия, рассеянием электронов на возрастающем числе дефектов кристаллической решетки частицы с ростом ее температуры и последующем плавлении. Наблюдаемый эффект является полностью обратимым и может лежать в основе нелинейных оптических откликов наноколлоидов и композиционных материалов,содержащих плазмонные наночастицы и их агрегаты, в условиях локального нагрева и может проявляться в широком круге явлений наноплазмоники, связанных с сильным нагревом наночастиц.

lco6_2018.jpg

Рисунок. (а) - экспериментальная эволюция спектра плазмонного поглощения Au наночастиц и уменьшение амплитуды ППР от комнатной до температуры плавления 20-1120 C (см легенду); (б)- та же эволюция дифференциальных спектров и сравнение с расчетами.

  1. V. S. Gerasimov, A. E. Ershov, A. P. Gavriluk, S. V. Karpov, H. Ågren, S. P. Polutov. Suppression of surface plasmon resonance in Au nanoparticles upon transition to the liquid state. OPTICS EXPRESS, 2016. V. 24, No. 23. 26851.