• Українська
  • English
  • Русский
ISSN 1028-821X (Online)
ISSN 2415-3400 (Print)

ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ПЛАЗМОНОВ С ПОМОЩЬЮ ВЕКТОРА УМОВА–ПОЙНТИНГА

Величко, ЕА, Николаенко, АП
Organization: 

Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины
12, ул. Акад. Проскуры, Харьков, 61085, Украина
E-mail: elena.vel80@gmail.com

https://doi.org/10.15407/rej2016.02.079
Язык: русский
Аннотация: 

Цилиндрические датчики из благородных металлов, основанные на явлении поверхностного плазмонного резонанса, широко применяются в медико-биологических исследованиях и исследованиях окружающей среды, поэтому изучение их характеристик в различных диапазонах длин волн было и остается актуальной задачей. В данной работе рассматривается рассеяние плоской Н-поляризованной электромагнитной волны видимого диапазона на серебряном наноцилиндре с диэлектрическим покрытием. Возникающие при этом плазмонные резонансы исследуются как с помощью обычного пространственного распределения амплитуды поля Hz вокруг объекта, так и пространственного распределения радиальной и азимутальной компонент вектора Умова–Пойнтинга. Показано, что визуализация плазмонов с помощью вектора Умова–Пойнтинга обладает явным преимуществом, так как в этом случае отчетливо проявляются стоячие и бегущие волны, а компоненты вектора четко обрисовывают границы раздела исследуемого объекта. Иллюстрируются особенности влияния диэлектрической проницаемости покрытия на тип плазмонных резонансов, когда при уменьшении диэлектрической постоянной покрытия вместо дипольного плазмонного резонанса появляется квадрупольный гибридный резонанс.

Ключевые слова: вектор Умова–Пойнтинга., плазмонный резонанс, рассеяние электромагнитных волн

Статья поступила 24.03.2016
PACS 41.20.-q; 07.57.-c
УДК 537.874:621.371
Radiofiz. elektron. 2016, 21(2): 79-86
Полный текст (PDF)

References: 
  1. Martin O. J. F. Plasmon resonances in nanowires with a non-regular cross-section / O. J. F. Martin // Optical Nanotechno-logies, Topics Appl. Phys. / J. Tominaga and D. P. Tsai (Eds.). – Berlin: Springer, 2003. – Vol. 88. – Р. 183–210.
  2. Fredkin D. R. Resonant behavior of dielectric objects (electrostatic resonances) / D. R. Fredkin, I. Mayergoyz // Phys. Rev. Lett. – 2003. – 91, N 25 – P. 3902–3905.
  3. Schroster U. Surface plasmon-polaritons on metal cylinders with dielectric core / U. Schroster, A. Dereus // Phys. Rev. B. – 2001. – 64, N 12 – P. 125420 (10 p.).
  4. High-performance biosensing using arrays of plasmonic nanotubes / J. McPhillips, A. Murphy, M. P. Jonsson et al. // ACS Nano. – 2010. – 4, N 4 – P. 2210–2216.
  5. Fabrication and optical properties of large-scale arrays of gold nanocavities based on rod-in-a-tube coaxials / A. Murphy, Y. Sonnefraud, A. V. Krasavin et al. // Appl. Phys. Lett. – 2013. – 102, N 10. – P. 103103 (5 p.).
  6. Velichko E. A. Refractive-index sensitivities of hybrid surface-plasmon resonances for a core-shell circular silver nanotube sensor / E. A. Velichko, A. I. Nosich // Opt. Lett. – 2013. – 38, Iss. 23. – P. 4978–4981.
  7. Velichko E. A. Numerical modeling of plasmon-assisted nanotube sensors of the host-medium refractive index / E. A. Velichko // IEEE Int. Conf. on Numerical Electromagnetic Modeling and Optimization for RF, Microwave, and Terahertz Applications (NEMO2014): proc. – Pavia, 2014. – Session TH1. – 4 p.
  8. Величко Е. А. Моделирование рассеяния плоской электромагнитной волны на цилиндре из диэлектрика / Е. А. Величко, А. П. Николаенко // Радиофизика и электрон. – 2015. – 6(20), № 4. – С. 62–69.
  9. Johnson P. B. Optical constants of the noble metals / P. B. Johnson, R. W. Christy // Phys. Rev. B. – 1972. – 6, N 12. – P. 4370–4378.
  10. Хюлст Г. Ван де Рассеяние света малыми частицами / Г. Ван де Хюлст: пер. с англ. под ред. В. В. Соболева. – М.: Изд-во иностр. лит., 1961. – 537 с.
  11. Никольский В. В. Электродинамика и распространение радиоволн: учеб. пособ. для вузов / В. В. Никольский, Т. И. Никольская. – М.: Наука, 1989. – 544 с.