پاسخ مگنتواپتیکی نانوذرات بیضیگون پخت و کشیده نقره

نوع مقاله : مقاله پژوهشی کامل

نویسندگان

1 گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

2 گروه علوم مهندسی و فیزیک، دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)- مرکز آموزش عالی فنی و مهندسی بویین زهرا،بویین زهرا، ایران

چکیده

انوذرات نقره در تکنولوژی و پزشکی دارای اهمیت بسیاری هستند. از جمله ویژگی‌های جالب توجه این ذرات پاسخ مگنتواپتیکی قابل تنظیم بر حسب هندسه آنها است. در نتیجه تشدید پلاسمون‌های سطحی موضعی در این نانوذرات که در ناحیه مرئی و فروسرخ نزدیک قرار دارد، این ذرات در ‌حضور میدان مغناطیسی پایا و در نزدیکی محل تشدید پلاسمون‌های سطحی دورنگی دایره‌ای بزرگ و قابل اندازه‌گیری نشان می‌دهند. در این مقاله دورنگی دایره‌ای تک ذره و دیمری از ذرات بیضی‌گون کشیده و پخت که تحت میدان مغناطیسی پایا قرار دارند مورد مطالعه قرار گرفته است. در طیف دو رنگی دایره‌ای این نانو ذرات، انتقال به قرمز شدید برای دیمر ذرات پخت مشاهده می‌شود. همچنین شدت دورنگی دایره‌ای در پیکربندی‌های نامتقارن در مقایسه با ذرات کروی حدود ده برابر بزرگتر است که اندازه‌گیری آن را آسان‌تر می‌نماید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Magneto-optical response of oblate and prolate spheroidal nanoparticles of silver

نویسندگان [English]

  • Atousa Khalilizadeh 1
  • Ebrahim Madadi 2
  • Mojtaba Nasiri 1
1 Department of Physics, Faculty of Science, University of Zanjan, Zanjan, Iran
2 Department of Physics and Engineering Sciences, Imam Khomeini International University-Buein Zahra Higher Education Center of Technology, Buein Zahra, Iran
چکیده [English]

Silver nanoparticles are important in technological and medical applications. The geometrical
tuning of the magneto-optical property of these nanoparticles are interesting. As a result of
localized surface plasmon resonance of these nanoparticle in the visible and near infrared, a
large circular dichroism is appeared close to surface plasmon resonance. In this paper, the
circular dichroism of oblate and prolate spheroidal nanoparticles in the presence of static
magnetic field is studied. A large redshift is observed in the circular dichroism spectrum of the
dimer of oblate spheroids. Also, the magnitude of circular dichroism in an asymmetric
configuration of the dimer is observed in comparison to the circular dichroism of the dimer of
same volume spherical nanoparticles, which shows the measurements are very easier.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Circular dichroism
  • Spheroidal nanoparticles
  • Coupled-dipole method
[1] M.L. Brongersma, P.G. Kik, Surface Plasmon Nanophotonics, Springer, Netherlands (2007). https://www.springer.com/gp/book/9781402043499
[2] S. Abadian, G. Magno, V. Yam, B. Dagens, Integrated magneto-plasmonic isolation enhancement based on coupled resonances in subwavelength gold grating, Optics Communications 483 (2021) 126633. https://doi.org/10.1016/j.optcom.2020.126633
[3] S. Szunerits, T.N. Saada, D. Meziane, R. Boukherroub, Magneto-Optical Nanostructures for Viral Sensing, Nanomaterials 10 (2020) 1271. https://dx.doi.org/10.3390%2Fnano10071271
[4] P.K. Jain, X. Huang, I.H. El-Sayed, M.A. El-Sayed, Noble Metals on the Nanoscale: Optical and Photothermal Properties and Some Applications in Imaging, Sensing, Biology, and Medicine, Accounts of Chemical Research 41 (2008) 1578-1586. https://doi.org/10.1021/ar7002804
[5] P.K. Jain, X. Huang, I.H. El-Sayed, M.A. El-Sayed, Review of Some Interesting Surface Plasmon Resonance-enhanced Properties of Noble Metal Nanoparticles and Their Applications to Biosystems, Plasmonics 2 (2007) 107-118. https://doi.org/10.1007/s11468-007-9031-1
[6] M. Ahamed, M.S. AlSalhi, M.K.J. Siddiqui, Silver nanoparticle applications and human health, Clinica Chimica Acta 411 (2010) 1841-1848. https://doi.org/10.1016/j.cca.2010.08.016
[7] D. Pozo, Silver Nanoparticles, IntechOpen (2010). https://www.intechopen.com/books/3621
[8] V. Thamilselvi, K.V. Radha, A Review On the Diverse Application of Silver Nanoparticles, IOSR Journal of Pharmacy 7 (2017) 21-27. http://iosrphr.org/papers/v7i1V1/E0701012127.pdf
[9] Z.J. Jiang, C.Y. Liu, L.W. Sun, Catalytic Properties of silver nanoparticles supported on silica sphere, The Journal of Physical Chemistry B 109 (2005) 1730-1735.       https://doi.org/10.1021/jp046032g
[10] A.O. Govorov, Plasmon-Induced Circular Dichroism of a Chiral Molecule in the Vicinity of Metal Nanocrystals. Application to Various Geometries, The Journal of Physical Chemistry C 115 (2011) 7914–7923. https://doi.org/10.1021/jp1121432
[11] Z. Fan, A.O. Govorov, Plasmonic Circular Dichroism of Chiral Metal Nanoparticle Assemblies, Nano Letters 10 (2010) 2580-2587. https://doi.org/10.1021/nl101231b
[12] S. Pakdel, M. Miri, Faraday rotation and circular dichroism spectra of gold and silver nanoparticle aggregates, Physical Review B 86 (2012) 235445-1. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.86.235445
[13] M.D. Malinsky, K.L. Kelly, G.C. Schatz, R.P.V. Duyne, Nanosphere Lithography: Effect of Substrate on the Localized Surface Plasmon Resonance Spectrum of Silver Nanoparticles, The Journal of Physical Chemistry B 105 (2010) 2343-2350. https://doi.org/10.1021/jp002906x
[14] F. Pineider, G. Campo, V. Bonanni, C. J. Fernandez, G. Mattei, A. Caneschi, D. Gatteschi, C. Sangregorio, Circular Magnetoplasmonic Modes in Gold Nanoparticles, Nano Letters 13 (2013) 4785-4789.          https://doi.org/10.1021/nl402394p
[15] E. Verhagen, L. Kuipers, A. Polman, Enhanced nonlinear optical effects with a tapered Plasmonic waveguide, Nano Letters 7 (2007) 334-337. https://doi.org/10.1021/nl062440f
[16] E. Madadi, A. Khalilizadeh, M. Nasiri, Tunable magneto-optical linear and circular dichroism spectra for a dimer of core–shell prolate spheroids, Journal of the Optical Society of America B36 (2019) 991-998. https://doi.org/10.1364/JOSAB.36.000991
[17] A.H. Sihvola, Dielectric polarizability of a sphere with arbitrary anisotropy, Optics Letters 19 (1994) 430-432. https://doi.org/10.1364/OL.19.000430
[18] C.F. Bohren, D.R. Huffman, Absorption and Scattering of Light by Small Particles, Wiley, United States of America, (1998) 130-157. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/9783527618156
[19] S. Albaladejo, R. Gómez-Medina, L.S. Froufe-Pérez, H. Marinchio, R. Carminati, J.f. Torrado, J. Armelles, A. Garsía-Martín, J.J. Sáenz, Radiative corrections to the polarizability tensor of an electrically small anisotropic dielectric particle, Optics Express 18 (2007) 3556-3567. https://doi.org/10.1364/OE.18.003556
[20] P.B. Johnson, R.W. Christy, Optical constants of the noble metals, Physical Review B6 (1972) 4370-4370. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.6.4370
[21] A. Mohammadzadeh, M. Miri, Magnetic linear and circular dichroism of planar sets of hollow silver nanoparticles: engineering the spectra by hollow size, Journal of the Optical Society of America B 33 (2016) 711-719. https://doi.org/10.1364/JOSAB.33.000711