Blizhnepolevye effekty v uzlakh zolotoy nanoseti, vyrashchennoy lazernoy ablyatsiey v sverkhtekuchem gelii: krossover mezhdu “goryachimi tochkami” tipa “ostrie” i “zazor”

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Поиск новых способов синтеза и анализа наносистем, обладающих плазмонными свойствами, - актуальная задача современной фотоники. В данной работе рассматривается низкотемпературный лазерный синтез золотых квазидвумерных наносетей (диаметры отдельных нанопроволок 5 нм), осуществляемый в сверхтекучем гелии. Впервые в эксперименте по комбинационному рассеянию света рассматриваются плазмонные свойства полученных таким способом наносистем. Возможные особенности ближнего поля изучаются с помощью электродинамического 3D численного моделирования методом конечных элементов в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне спектра (400–1000 нм). Демонстрируется сложная внутренняя структура и разнообразие форм локализации горячих точек, возникающих вокруг моделируемого узла – двух скрещивающихся нанопроволок диаметрами 5 нм (tip-to-gap transition).

References

  1. M. Fleischmann, P. J. Hendra, and A. J. McQuillan, Chem. Phys. Lett. 26(2), 163 (1974).
  2. V. Klimov, Nanoplasmonics, Jenny Stanford Publishing, N.Y. (2014), 598 с.
  3. R. Shi, X. Liu, and Y. Ying, J. Agric Food Chem. 66(26), 6525 (2018).
  4. C. Chen, W. Liu, S. Tian, and T. Hong, Sensors (Basel) 19(7), 1712 (2019).
  5. L.Y. V´elez-Escamilla and F. F. Contreras-Torres, Particle & Particle Systems Characterization 39(3), 2100217 (2022).
  6. T. Demeritte, R. Kanchanapally, Z. Fan, A.K. Singh, D. Senapati, M. Dubey, E. Zakar, and P.C. Ray, Analyst 137(21), 5041 (2012).
  7. E. Pelucchi, G. Fagas, I. Aharonovich, D. Englund, E. Figueroa, Q. Gong, H. Hannes, J. Liu, C.-Y. Lu, N. Matsuda, J.-W. Pan, F. Schreck, F. Sciarrino, C. Silberhorn, J. Wang, and K.D. Jons, Nat. Rev. Phys. 4(3), 194 (2021).
  8. М.С. Ковалев, И.М. Подлесных, К.Э. Певчих, С.И. Кудряшов, Фотоника 18(2), 136 (2024).
  9. T. J. Moore, A. S. Moody, T.D. Payne, G.M. Sarabia, A.R. Daniel, and B. Sharma, Biosensors (Basel) 8(2), 46 (2018).
  10. И.Н. Сараева, Е.Н. Римская, А.В. Горевой, А.Б. Тимурзиева, С.Н. Шелыгина, Е.В. Переведенцева, С.И. Кудряшов, Оптика и спектроскопия 132(1), 13 (2024).
  11. L. Li, J. Yang, J. Wei, C. Jiang, Z. Liu, B. Yang, B. Zhao, and W. Song, Light Sci Appl. 11(1), 285 (2022).
  12. Y. Jeong, Y.M. Kook, K. Lee, and W.G. Koh, Biosens. Bioelectron. 111, 102 (2018).
  13. M.W. Dlamini and G.T. Mola, Physica B: Condensed Matter 552, 78 (2019).
  14. E.M. Purcell, Phys. Rev. 69(11)(12), 674 (1946).
  15. R. Chikkaraddy, V.A. Turek, N. Kongsuwan, F. Benz, C. Carnegie, T. van de Goor, B. de Nijs, A. Demetriadou, O. Hess, U. F. Keyser, and J. J. Baumberg, Nano Lett. 18(1), 405 (2018).
  16. V. I. Kukushkin, V.E. Kirpichev, E.N. Morozova, A. S. Astrakhantseva, V.V. Solov’ev, and I.V. Kukushkin, JETP Lett. 116(4), 212 (2022).
  17. E. Kozhina, S. Bedin, A. Martynov, S. Andreev, A. Piryazev, Y. Grigoriev, Y. Gorbunova, and A. Naumov, Biosensors (Basel) 13(1), 46 (2022).
  18. N.P. Kovalets, I.V. Razumovskaya, S.A. Bedin, and A.V. Naumov, Письма в ЖЭТФ 118(4), 245 (2023).
  19. Н.П. Ковалец, С.А. Бедин, И.В. Разумовская, А.В. Наумов, Фотоника 8(8), 620 (2023).
  20. А.И. Аржанов, А.О. Савостьянов, К.А. Магарян, К.Р. Каримуллин, А.В. Наумов, Фотоника 15(9), 622 (2021).
  21. А.И. Аржанов, А.О. Савостьянов, К.А. Магарян, К.Р. Каримуллин, А.В. Наумов, Фотоника 16(2), 96 (2022).
  22. A.A. Rempel, O.V. Ovchinnikov, I.A. Weinstein, S.V. Rempel, Y.V. Kuznetsova, A.V. Naumov, M. S. Smirnov, I.Y. Eremchev, A. S. Vokhmintsev, and S. S. Savchenko, Russ. Chem. Rev. 93(4), 1 (2024).
  23. F. Porrati, S. Barth, G.C. Gazzadi, S. Frabboni, O.M. Volkov, D. Makarov, and M. Huth, ACS Nano 17(5), 4704 (2023).
  24. C. Tan, J. Chen, X.-J. Wu, and H. Zhang, Nat. Rev. Mater. (3(2), 17089 (2018).
  25. X. Wang, X. Dai, H. Wang et al. (Collaboration), ACS Nano 17(5), 4933 (2023).
  26. G.N. Gol’tsman, O. Okunev, G. Chulkova, A. Lipatov, A. Semenov, K. Smirnov, B. Voronov, A. Dzardanov, C. Williams, and R. Sobolewski, Appl. Phys. Lett. 79(6), 705 (2001).
  27. E. L. Shangina, K.V. Smirnov, D.V. Morozov, V.V. Kovalyuk, G.N. Gol’tsman, A.A. Verevkin, and A. I. Toropov, Bull. Russ. Acad. Sci.: Phys. 74(1), 100 (2010).
  28. J. Fan and L. Qian, Nat. Nanotechnol 17(9), 906 (2022).
  29. N. Anscombe, Nat. Photonics 4(1), 22 (2010).
  30. D.A. Chubich, D.A. Kolymagin, I.A. Kazakov, and A.G. Vitukhnovsky, Bull. Russ. Acad. Sci.: Phys. 82(8), 1012 (2018).
  31. R. Zvagelsky, D. Chubich, D. Kolymagin, A. Pisarenko, and A. Vitukhnovsky, AIP Conf. Proc. 2069, 040004 (2019).
  32. П.А.Демина, К.В.Хайдуков, В. В.Рочева, Р.А.Акасов, А.Н. Генералова, Е.В. Хайдуков, Фотоника 16(8), 600 (2022).
  33. Y.E. Begantsova, R. Zvagelsky, E.V. Baranov, D.A. Chubich, Y.V. Chechet, D.A. Kolymagin, A.V. Pisarenko, A.G. Vitukhnovsky, and S.A. Chesnokov, Eur. Polym. J. 145, 110209 (2021).
  34. V. I. Balykin, P.A. Borisov, V. S. Letokhov, P.N. Melentiev, S.N. Rudnev, A.P. Cherkun, A.P. Akimenko, P.Y. Apel, and V.A. Skuratov, JETP Lett. 84(8), 466 (2006).
  35. O.M. Marago, P.H. Jones, P.G. Gucciardi, G. Volpe, and A.C. Ferrari, Nat. Nanotechnol. 8(11), 807 (2013).
  36. D.A. Shilkin, E.V. Lyubin, I.V. Soboleva, and A.A. Fedyanin, JETP Lett. 98(10), 644 (2014).
  37. A. Kaur, B. Bajaj, A. Kaushik, A. Saini, and D. Sud, Mater. Sci. Eng. B 286, 116005 (2022).
  38. P. Apel, Radiat. Meas. 34(1–6), 559 (2001).
  39. E.P. Kozhina, S.N. Andreev, V.P. Tarakanov, S.A. Bedin, I.M. Doludenko, and A.V. Naumov, Bull. Russ. Acad. Sci.: Phys. 84(12), 1465 (2021).
  40. E.P. Kozhina, S.A. Bedin, N. L. Nechaeva, S.N. Podoynitsyn, V.P. Tarakanov, S.N. Andreev, Y.V. Grigoriev, and A.V. Naumov, Appl. Sci. 11(4), 1375 (2021).
  41. D. Huo, M. J. Kim, Z. Lyu, Y. Shi, B. J. Wiley, and Y. Xia, Chem. Rev. 119(15), 8972 (2019).
  42. K.A. Magaryan, M.A. Mikhailov, K.R. Karimullin, I.A. Vasilieva, and G.V. Klimusheva, Bull. Russ. Acad. Sci.: Phys. 78(12), 1336 (2014).
  43. J. F. Galisteo-Lopez, M. Ibisate, R. Sapienza, L. S. Froufe-Perez, A. Blanco, and C. Lopez, Adv Mater. 23(1), 30 (2011).
  44. M.Grzelczak, J.Vermant, E. M.Furst, L. M.Liz-Marzan ACS Nano 4(7), 3591 (2010).
  45. М. Е. Степанов, У.А. Хохрякова, Т. В. Егорова, К.А. Магарян, А.В. Наумов, Фотоника 18(1), 72 (2024).
  46. М. Е.Степанов, У.А. Хохрякова, Т.В. Егорова, К.А. Магарян, А.В. Наумов, Фотоника 18(2), 166 (2024).
  47. S. I. Kudryashov, P.A. Danilov, M.P. Smaev, A.E. Rupasov, A. S. Zolot’ko, A.A. Ionin, and R.A. Zakoldaev JETP Lett. 113(8), 493 (2021).
  48. П.А. Данилов, С.И. Кудряшов, К.П. Мигдал, А.С. Ривнюк, А.А. Ионин, Письма в ЖЭТФ 113(5), 299 (2021) [P.A. Danilov, S. I. Kudryashov, K.P. Migdal, A. S. Rivnyuk, and A.A. Ionin, JETP Lett. 113(5), 297 (2021)].
  49. M. S. Kovalev, I.M. Podlesnykh, G.K. Krasin, A.Y. Dunaev, and S. I. Kudryashov, Bull. Russ. Acad. Sci.: Phys. 87(S1), S116 (2023).
  50. A. Balachandran, S.P. Sreenilayam, K. Madanan, S. Thomas, and D. Brabazon, Results in Engineering 16, 100646 (2022).
  51. E. Gordon, A. Karabulin, V. Matyushenko, V. Sizov, and I. Khodos, Phys. Chem. Chem. Phys. 16(46), 25229 (2014).
  52. E.B. Gordon, A.V. Karabulin, V. I. Matyushenko, V.D. Sizov, and I. I. Khodos, JETP 112(6), 1061 (2011).
  53. P.B. Johnson and R.W. Christy, Phys. Rev. B 6(12), 4370 (1972).
  54. P.E. Ciddor, Appl. Opt. 35(9), 1566 (1996).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).