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

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

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).

Copyright (c) 2024 Российская академия наук

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies