Определение размеров металлических наночастиц из спектров плазмонного резонанса. Парфенов В.В - 4 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

КФУ | Казань

Составители: 

Рубрика: 

4
Эти спектры позволяют следить и за изменением электронной структуры
МНЧ при переходе от «объемного» вещества к малым частицам.
В настоящей лабораторной работе предлагается измерить спектры
оптического поглощения композиционных материалов, полученных методом
ионной имплантации и содержащих наночастицы серебра, с целью
определениях структурных параметров слоя и размерных параметров частиц.
1. Оптические свойства металлических наночастиц
1.1. Оптические свойства электронного газа в металлах
В оптической области частот свойства металлов могут быть объяснены
с помощью плазменной модели или модели свободных электронов (модель
Друде-Зоммерфельда) [1]. В этой модели рассматривается газ свободных
электронов с концентрацией n
0
, который движется относительно
положительно заряженной кристаллической решетки. Для щелочных
металлов область применения этой модели простирается до
ультрафиолетового диапазона, в то время как для благородных металлов
межзонные переходы происходят уже в видимой области и несколько
ограничивают область применимости простой плазменной модели. В модели
свободных электронов неоднородности решеточного потенциала и электрон-
электронные взаимодействия не принимаются во внимание, а влияние
регулярного решеточного потенциала на движение электронов в зонной
теории сводится к введению эффективной массы электрона m* вместо массы
свободного электрона (модель квазисвободных электронов). Во внешнем
электромагнитном поле E уравнение движения электрона имеет вид
**
γm m e x x E
, (1)
где = 1/
- частота столкновения электронов, е – заряд электрона. Величина
= 1/ называется временем релаксации свободного электронного газа и по
порядку величины равна 10
-14
с. Соответственно, частота столкновения по
порядку величины составляет 100 ТГц. 
Эти спектры позволяют следить и за изменением электронной структуры
МНЧ при переходе от «объемного» вещества к малым частицам.
     В настоящей лабораторной работе предлагается измерить спектры
оптического поглощения композиционных материалов, полученных методом
ионной имплантации и содержащих наночастицы серебра, с целью
определениях структурных параметров слоя и размерных параметров частиц.



1. Оптические свойства металлических наночастиц

1.1. Оптические свойства электронного газа в металлах

     В оптической области частот свойства металлов могут быть объяснены
с помощью плазменной модели или модели свободных электронов (модель
Друде-Зоммерфельда) [1]. В этой модели рассматривается газ свободных
электронов    с   концентрацией     n0,    который   движется   относительно
положительно заряженной кристаллической решетки. Для щелочных
металлов     область   применения         этой    модели   простирается         до
ультрафиолетового диапазона, в то время как для благородных металлов
межзонные переходы происходят уже в видимой области и несколько
ограничивают область применимости простой плазменной модели. В модели
свободных электронов неоднородности решеточного потенциала и электрон-
электронные взаимодействия не принимаются во внимание, а влияние
регулярного решеточного потенциала на движение электронов в зонной
теории сводится к введению эффективной массы электрона m* вместо массы
свободного электрона (модель квазисвободных электронов). Во внешнем
электромагнитном поле E уравнение движения электрона имеет вид
                            m* x  m*γx  eE ,                           (1)
где  = 1/ - частота столкновения электронов, е – заряд электрона. Величина
 = 1/ называется временем релаксации свободного электронного газа и по
порядку величины равна 10-14 с. Соответственно, частота столкновения по
порядку величины составляет 100 ТГц.
                                                                                 4

Страницы