More on the size effects on the spectral figure of merit and enhancement of the local fields in the neighborhood of biconical and bipyramidal metallic nanoparticles

Анотація

Досліджено оптичні властивості наночастинок біконічної та біпірамідальної форм, еквівалентних витягнутим та сплюсненим сфероїдам. Отримано співвідношення для частотних залежностей діагональних компонент тензорів підсилення локальних електричних полів та спектральної добротності, а також для розмірних залежностей поздовжньої та поперечної спектральної добротності, частот поздовжнього і поперечного поверхневого плазмонного резонансу, ефективної швидкості релаксації. Близькість кривих частотних залежностей поперечних і поздовжніх компонент тензорів підсилення полів та спектральної добротності для біконічних і біпірамідальних частинок вказує на можливість дослідження оптичних властивостей біпірамід, найчастіше одержуваних при синтезі наночастинок, за допомогою співвідношень для біконусів. Визначено характер еволюції максимумів поздовжньої та поперечної компонент тензора підсилення полів при зміні ефективного аспектного відношення. Встановлено наявність границі, до якої асимптотично наближуються значення поперечної та поздовжньої добротності зі зростанням частоти. Доведено факт зменшення розщеплення частоти поверхневого плазмонного резонансу при наближенні форми еквівалентного сфероїду до сферичної. Продемонстровано якісний збіг теоретичних та експериментальних результатів для розмірної залежності ефективної швидкості релаксації електронів у біконічній наночастинці, висота якої більша за діаметр.