Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js

Дифракция плоской волны на золотом наноцилиндре конечных размеров

В. И. Каневский1, В. И. Григорук2, В. С. Сидоренко2

1Институт химии поверхности им. А.А. Чуйко НАН Украины, ул. Генерала Наумова, 17, 03164 Киев, Украина
2Киевский национальный университет имени Тараса Шевченка, ул. Владимирская, 64, 01601 Киев, Украина

Получена: 27.10.2016. Скачать: PDF

Выполнен расчёт рассеяния плоских электромагнитных волн в оптическом диапазоне на золотом наноцилиндре с использованием конечно-элементного подхода для решения трёхмерного векторного уравнения Гельмгольца. Показано, что в резонансном режиме излучение активной энергии (мощности) индуцированного электрического диполя в наноцилиндре в основном осуществляется через его боковые поверхности. Пространственное распределение реактивной энергии электрического диполя носит явно выраженный локальный характер – эта энергия, в основном, распределена в области поверхности наноцилиндра и в несколько раз больше его активной энергии. При этом в течение одного периода колебаний падающей плоской волны дважды осуществляется обмен электромагнитной энергией между индуцированным электрическим диполем и плоской волной. В ближней зоне доминирует не волновой, а колебательный характер и другая физическая природа переиспускания энергии – не активная, а реактивная. Интенсивность потока вектора Пойнтинга в ближней зоне в резонансном режиме на порядок превышает интенсивность рассматриваемого потока в нерезонансном режиме.

Ключевые слова: поверхностный плазмонный резонанс, рассеяние плоских электромагнитных волн, трёхмерное векторное уравнение Гельмгольца.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v38/i12/1563.html

PACS: 02.70.Dh, 41.20.Jb, 42.25.Bs, 42.25.Fx, 42.25.Gy, 73.20.Mf, 78.67.Bf


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. S. A. Maier, Plasmonics: Fundamentals and Applications (New York: Springer Science + Business Media LLC: 2007)
  2. B. J. Messinger, K. U. Vonraben, R. K. Chang, and P. W. Barber, Phys. Rev. B, 24: 649 (1981) Crossref
  3. H. Xu, J. Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 87: 53 (2004) Crossref
  4. P. B. Johnson and R. W. Christy, Phys. Rev. B, 6, No. 12: 4370 (1972) Crossref
  5. P. K. Jain, K. S. Lee, I. H. El-Sayed, and M. A. El-Sayed, J. Phys. Chem. B, 110, No. 14: 7238 (2006) Crossref
  6. C. F. Bohren and D. R. Huffman, Adsorption and Scattering of Light by Small Particles (New York: John Willey and Sons: 1983)
  7. В. В. Климов, Наноплазмоника (Москва: Физматлит: 2009)
  8. В. И. Каневский, В. М. Розенбаум, Оптика и спектроскопия, 117, No 2: 158 (2014) Crossref
  9. J. L. Volakis, A. Chatterjee, and L. C. Kempel, Finite Element Method for Electromagnetics (New York: IEEE Press: 1998) Crossref
  10. J. M. Jin, The Finite Element Method in Electromagnetics (New York: John Willey and Sons: 2002)
  11. W. C. Chew and W. H. Weedon, Microwave Opt. Tech. Lett., 7: 599 (1994) Crossref
  12. Z.S.Sacks, D.M.Kingsland, R.Lee, and J.F.Lee, IEEE Trans. Antennas Propagat., 43, No. 12: 1460 (1995) Crossref
  13. Е. Ф. Венгер, А. В. Гончаренко, М. Л. Дмитрук, Оптика малих частинок і дисперсних середовищ (Київ: Наукова думка: 1999)
  14. П. В. Короленко, Соросовский образовательный журнал, No 6: 93 (1998)