Impact of dielectric environment and pressure on the ionization potential, electron affinity, and surface plasmon resonance of metal cluster
Ключові слова:
electron work function, ionization potential, electron affinity, surface plasmon resonance, metal cluster, dielectric matrix, jellium models, external pressureАнотація
В межах методу функціонала густини та моделі еластичного стабільного “желе” було розвинуто аналітичну теорію розмірних поправок для великих самостиснених заряджених металевих кластерів радіуса R, вбудованих у діелектричну матрицю з діелектричною проникністю ε. Самостиснення кластера здійснюється внаслідок поверхневих сил. За умови механічної рівноваги, використовуючи розклад характеристик по оберненому радіусу 1/R, одержано точний аналітичний вираз для першої розмірної поправки хімічного потенціалу електрона. Задача на знаходження перших поправок зводиться до розв’язування задачі для плоскої поверхні. Потенціал іонізації визначається як сума хімічного потенціалу електронів нейтрального кластера з урахуванням його залежності від R та ε, а також звичайного електростатичного внеску е2 /(2εR). Розрахунки демонструють помітний внесок у потенціал іонізації, спорідненість до електрона та поверхневий плазмонний резонанс, який пов’язаний зі спонтанною деформацією при зменшенні розміру кластера. Окрім того, було досліджено вплив зовнішнього гідростатичного тиску на поверхневі характеристики кластера. Обговорено причини чергування зміщення енергії поверхневих плазмонів залежно від розміру заряджених металевих частинок, вбудованих у діелектричну матрицю, що спостерігається в експерименті.
