تعيين اندازه نانو ساختارهاي نقره و طلا بر مبناي طيف خاموشي آنها: محدوديت‌ها و تعميم‌ها

Size measurement of gold and silver nanostructures based on their extinction spectrum: limitations and extensions

در اين تحقيق اصول فيزيكي ارتباط طيف خاموشي ويژگي‌هاي هندسي نانوذرات كروي طلا و نقره بيان شده و معادلات تجربي ساده‌اي جهت تعيين اين ويژگي‌ها بر مبناي محل قله پلاسموني ارائه گرديده‌اند. همچنين جهت بررسي آثار شكل، توزيع اندازه و ضريب شكست محيط پيرامون ذرات بر برخي از اين روابط، آنها را با استفاده از داده‌هاي تجربي ساير مؤلفين سنجيده‌ايم. در نهايت آن معادلات را به ذرات غير كروي تعميم داده و صحت و دقت آنها را آزموديم. ما متوجه شديم كه اشكال تعميم يافته معادلات ممكن است به نتايج دقيقتري در مورد ذرات غيركروي منجر شوند اما براي دست‌يابي به نتايج بهتر، اين معادلات بايد به شكل و توزيع اندازه ذرات نيز بستگي يابند. به نظر مي‌رسد كه اين معادلات در مورد ذرات داراي رئوس تيزتر از رئوس مكعب، يعني زواياي فضايي كمت π/2srصادق نيستند.

This paper reports on physical principles and the relations between extinction cross section and geometrical properties of silver and gold nanostructures. We introduce some simple relations for determining geometrical properties of silver and gold nanospheres based on the situation of their plasmonic peak. We also applied, investigated and compared the accuracy of these relations using other published works in order to make clear the effects of shape, size distribution and refractive index of particles’ embedding medium. Finally, we extended the equations to non-spherical particles and investigated their accuracy. We found that modified forms of the equations may lead to more exact results for non-spherical metal particles, but for better results, modified equations should depend on shape and size distribution of particles. It seems that these equations are not applicable to particles with corners sharper than cubes' corners i.e. nanostructures with spatial angles less than π/2 sr.