基于时域有限差分法的核壳双金属纳米颗粒光吸收率反转行为

摘要：

双金属纳米颗粒能够有效整合两种金属的物理和化学性质并同时表达每种金属的独特性质,是提高光散射、光热转换、等离激元共振衰变和光子激发的重要材料.基于单独纳米颗粒的研究可以避免实验研究过程中纳米颗粒之间的相互影响,更能够有效分析入射光与纳米颗粒之间的相互作用.本文采用时域有限差分法计算了等离激元双金属核壳纳米颗粒的光谱学性能和能量传递衰减过程中的磁场、电场及吸收功率分布,以探讨其光谱吸收特性.结果表明,随着核芯粒径的增大,共振波长红移,当核芯粒径大于100 nm时,Ag@Pt双金属纳米颗粒吸收率高于纯金属纳米颗粒,这是由于壳层与核芯金属材料之间强烈的屏蔽效应使入射光仅与外层原子相互作用发生共振.同时,相对于Pt壳层而言,Ag核芯等离激元衰减更快,因此更多的能量转移到了Pt壳中,使Pt壳表面的磁场、电场较为集中且吸收功率较大.此外,Ag核芯中的能量更趋向于向邻近Pt壳转移,表现为靠近Ag核芯的区域能量吸收更为集中.本文为设计满足特定光谱响应需求的等离激元核壳结构双金属纳米颗粒提供了理论指导.

关键词：太阳能转换;核壳结构;双金属纳米颗粒;光谱吸收性反转

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资助基金：国家自然科学基金;吉林省教育厅"十三五"科学技术研究规划项目

在线出版日期：2021-10-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：321-334