Màu nano

Optical Properties of Nanoscale Materials David G Stroud, Department of Physics, Ohio State University Columbus OH 43210 Work supported by NSF Grant DMR01-04987 and NSF DMR04-12295 and by the Ohio Supercomputer Center OUTLINE Giới thiệu: Tính chất quang tuyến tính mặt Plasmons Lớp phủ tinh thể lỏng hạt nano Mặt Plasmons dãy hạt nano Composites hạt nano vàng DNA Kết luận “Labors of the Months” (Norwich, England, ca 1480) (The ruby color is probably due to embedded gold nanoparticles.) The Lycurgus Cup (glass; th British Museum; century A D.) Khi chiếu sáng từ xuất màu xanh Khi chiếu từ cốc, màu đỏ Màu đỏ hạt vàng nhỏ (40 phần triệu) Lycurgus Cup illuminated from within Khi chiếu từ phía trong, màu đỏ Màu đỏ hạt vàng (Au) nhỏ thủy tinh hấp thụ sóng quanh bước sóng 520 nm What is the origin of the color? Answer: ``surface plasmons’’   SP dao động tự nhiên mây electron hạt vàng SP tần số phụ thuộc vào hàm điện mơi hình dạng hạt Ionic backgrou nd electro n sphere (not to scale) Electron cloud oscillates with frequency of SP; ions provide restoring force Hạt cầu trường điện từ Hạt kim loại Trường điện từ: E_0exp(-i w t) Sóng điện từ Mặt plasmon bị kích thích bước sóng điện từ dài Trên bề mặt kim loại Tính tần số sóng mặt plasmon 3 Ein  E0  in  2 E0 Trường điện từ tác động;   in 1   p  host dielectric function = Drude dielectric function 0 Surface plasmon  frequency is  2 therefore: (Giả thiết kích thước hạt nhỏ so với bước sóng) Hệ số tắt, hệ huyền phù hạt vàng dung dịch lỏng (thủy tinh) Crosses: experiment [Elghanian et al, Science 277, 1078 (1997); Storhoff et al, JACS 120, 1959 (1998) Dashed and full curves: calculated with and without quantum size corrections [Park and Stroud, PRB 68, 224201 (2003)] Kiểm soát mặt plasmon tinh thể lỏng Nematic    Tinh thể lỏng (NLC) chất lỏng phân tử dạng que (rod – like), có khả định hướng trường điện từ Trục NLC thẳng Tensor điện môi NLC đẳng hướng, với thành phần khác song song vng góc với trục Thí nghiệm trường điện từ kiểm soát tần số mặt plasmon hạt nano vàng, dùng tinh thể lỏng nematic [J Muller et al, Appl Phys Lett 81, 171 (2002).] Schematic of experimental configuration