Концентрационная зависимость полосы плазмонного поверхностного резонанса поглощения наноструктур золота в углеродсодержащих матрицах

For fullerene matrixes doped by gold nanoparticles we have established experimentally a miss of a red concentration-induced shift of surface plasmon resonance absorption band maximum. Theoretical modeling has been made for spectral characteristics of carbon–bearing nanostructures. Numerical calculations of extinction factors for a spherical metallic particle in an absorbing surrounding medium were based on the Mie theory. Transmission spectra coefficients of densely packed plasmonic nanoparticles monolayers were calculated with the use of the single coherent scattering approximation modified for absorbing matrices. Thin-film Au-air and Au–C60 nanostructures have been fabricated on glass and quartz substrates by thermal evaporation and condensation in vacuum at an air pressure of 2 · 10–3 Pа. The surface mass density of Au into Au–C60 nanostructures was varied in the range (3.86–7.98) · 10–6 g/cm2. The comparison of theoretical and experimental data allowed making a conclusion that the absorbency in carbon-bearing matrix leads to the attenuation of lateral electrodynamics coupling and blocks collective plasmon resonance in densely packed gold nanostructures.Экспериментально установлено, что для наноструктур Au–С60 наблюдается подавление длинноволнового концентрационного сдвига максимума полосы плазмонного поверхностного резонанса поглощения. Проведено теоретическое моделирование спектральных характеристик углеродсодержащих наноструктур. Расчеты экстинкции для одной металлической наночастицы проводились с использованием теории Ми для поглощающих матриц. Коэффициент когерентного пропускания плотноупакованного монослоя плазмонных наночастиц вычислялся с использованием модифицированного для поглощающих матриц приближения однократного когерентного рассеяния. Тонкопленочные наноструктуры Au и Au–C60 на подложках из стекла и кварца получали методом термического испарения и конденсации в вакууме при остаточном давлении воздуха 2·10–3 Па. Поверхностная плотность Au в наноструктурах Au–C60 изменялась в пределах (3,86–7,98)·10–6 г·см–2 . На основе сравнения теоретических и экспериментальных результатов сделан вывод об ослаблении коллективных латеральных электродинамических взаимодействий между наночастицами золота в фуллереновой матрице С60, характеризующейся наличием поглощения