یکی از جالبصترین ویژگیصهای نانوذرات فلزی، خواص نوری آنها بوده که متناسب با شکل، اندازهص و جنس نانوذرات و محیط پیرامون نانوذره تغییر میصکند .فلزات با ساختار نانو، خواص نوری بسیار جالب و پیچیدهصای نشان میصدهند که ناشی از ایجاد یا تحریک پلاسمونصهای سطحی در آنصها میصباشد .تحریک پلاسمونصهای سطحی در نانوذرات فلزی به خواص نوریصای منجر می شود که در دیگر مواد اپتیکی به سختی قابل دستیابی هستند و در نتیجه منجر به یک گسترهصی وسیعی از کاربردها در زمینهصهای مختلف میصشود .تشدید پلاسمون سطحی برجستهصترین ویژگی نوری نانوساختارهای فلزی است .در فیزیک، پلاسمونصها کوانتای نوسانات پلاسما هستند، همان طور که فوتونصها کوانتای نوسانات الکترومغناطیسی و فونونصها کوانتای نوسانات مکانیکی هستند .به پلاسمونهای تشکیل شده در سطح مشترک یک فلز و دی الکتریک، پلاسمونهای سطحی میگویند و به تحریک تشدیدی نوسان دستهصجمعی الکترونصهای نوار رسانش در نانوساختارهای فلزی تحت تاثیر موج الکترومغناطیسی فرودی، پلاسمونصهای سطحی جایصگزیده میصگویند .به عبارتی پلاسمونصهای سطحی نوسانات دستهصجمعی الکترونصهای رسانش توسط سیگنال اپتیکی در روی سطح فلز هستند .با توجه به اهمیت پلاسمونصها در نانوذرات فلزی، در این پروژه چگونگی ایجاد پلاسمونصهای سطحی در نانوذرات فلزی و ویژگیصهای نوری پلاسمون-های سطحی در نانو ذرات فلزی که آنها را منحصر به فرد می-کند مورد بررسی قرار خواهند گرفت .در این پایانصنامه، ضمن معرفی شبه ذرهصی پلاسمون و مکانیزم تحریک آن در حالتصهای حجمی، فصل مشترک بین فلز و دیصالکتریک و نیز در نانوذرات، با بهرهصگیری از تئوری می، تاثیر پارامترهای اندازه و جنس نانوذرهصی فلزی و نیز ضریب شکست یا ثابت دیصالکتریک محیط اطراف نانوذره بر فرکانس تشدید پلاسمون سطحی جایصگزیده به-صورت تحلیلی و عددی مورد بررسی واقع شده است .نتایج به-دست آمده نشان میصدهد که با افزایش اندازهصی نانوذرات، فرکانس تشدید پلاسمون سطحی جایصگزیده به سمت انرژیصهای کمتر میل می کند .هم چنین با افزایش ثابت دی الکتریک محیط اطراف نانوذرات، فرکانس تشدید پلاسمون سطحی به سمت طول موج-های بزرگ یا فرکانسصهای کم جابه جا می شود .از سوی دیگر با تغییر جنس نانوذره) نوع فلز(، فرکانس تشدید پلاسمون سطحی آن نیز جابهصجا می شود .چرا که اثر الکترونصهای مغزه، گذارهاصی بین نواری و داخل نواری روی خواص الکترونیکی فلز، برجسته میصباشد و از فلزی به فلز دیگر تغییر میصکند
متن يادداشت
band transitions on the electronic properties of the metals and varies from metal to metal-band and intra-One of the interesting properties of metal nanoparticles is their optical properties which varies with nanoparticles shape, size and material and refractive index or dielectric constant of surrounding medium of nanoparticle. Nanostructured metals show very complex and interesting optical properties which is because of the excitation of surface plasmons in them. The excitation of surface plasmons in metallic nanoparticles induces optical properties hardly achievable in other optical materials, yielding a wide range of applicatins in many fields. Surface plasmon resonance is the most outstanding optical property of metallic nanostructures. In physics,a plasmon is a quantum of plasma oscillation just as photons and phonons are quantizations of electromagnetic and mechanical vibration, respectively. The plasmon formed at the interface of a metal and a dielectric are said surface plasmon and resonant excitation of a collective oscilation of the conduction band electrons in the nanoparticles when the nanoparticle is illuminated by a incident electromagnetic wave is termed localized surface plamon. In other words, surface palsmons are collective oscilation of conduction electrons by a optical signal on the surface of a metal. By considering the importance of plasmons in metal nanoparticles, in this thesis we investigate how the surface plasmons are excited in metal nanoparticles as well as optical properties of surface plasmons in metal nanoparticles which make them uniqe are investigated. In this thesis, in addition of introducing quasiparticle plasmon and mechanisms of its excitation in the case of bulk metal, interface of metal and dielectric and aslo in nanoparticles; using Mie theory, the effects of nanoparticle size and material of the metal nanoparticles are made of and also refractive index or dielectric constant of surrounding medium of nanoparticle on the localized surface plasmon frequency are investigated both numerically and analitically. The achieved results represent that, with increase in the nanoparticle size, localized surface plasmon frequency will tend towards lower energies. Also increasing the dielectric constant of the surrounding medium will shift the surface plasmon resonant frequency towards larger wavelenghs or smaller frequencies. On the other hand, by changing the type of the metal that nanoparticle is made of, its surface plasmon resonant frequency is also shifted; because there is a significant effect of core electrons, inter
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )