Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 634617)
Контекстум
.

Методическая разработка к выполнению лабораторных работ по учебной дисциплине «Нанофотоника и физика наноструктур» для магистрантов 1 года обучения по направлению подготовки 200700 (90,00 руб.)

0   0
АвторыГоловкина М. В., Ефимова А. А.
ИздательствоИзд-во ПГУТИ
Страниц40
ID319671
АннотацияМетодическая разработка предназначена для для магистрантов 1 года обучения по направлению подготовки 200700 «Фотоника и оптоинформатика».
Методическая разработка к выполнению лабораторных работ по учебной дисциплине «Нанофотоника и физика наноструктур» для магистрантов 1 года обучения по направлению подготовки 200700 / ред. А.А. Ефимова; М.В. Головкина .— Самара : Изд-во ПГУТИ, 2014 .— 40 с. — URL: https://rucont.ru/efd/319671 (дата обращения: 20.04.2024)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

Федеральное агентство связи Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования «Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики» Методическая разработка к выполнению лабораторных работ по учебной дисциплине НАНОФОТОНИКА И ФИЗИКА НАНОСТРУКТУР для магистрантов 1 года обучения по направлению подготовки 200700 Составитель: к.ф.-м.н., доц. <...> С Самара - 2014 Лабораторная работа 701 "Определение размеров наночастиц по спектру поглощения композитной среды" 1. <...> Теоретическая часть: 1.1 Оптические свойства металлических наночастиц 1.1.1 Оптические свойства электронного газа в металлах В оптической области частот свойства металлов могут быть объяснены с помощью пламенной модели или модели свободных электронов (модель Друде) [1]. <...> В этой модели комплексная диэлектрическая проницаемость принимает вид ( ) 1  2 где p  m 0 n e * 0 2 - плазменная частота свободного электронного газа, n0 - концентрация носителей, m* - эффективная масса электронов. <...> 3 2 (8) (9) В этой области частот оптические свойства объемных металлов определяются в основном действительной частью диэлектрической проницаемости, которая намного превышает мнимую. <...> Здесь отметим, что для благородных металлов (медь, серебро, золото) из-за межзонных переходов мнимой частью диэлектрической проницаемости пренебречь нельзя. <...> Модель Друде в силу простой аналитической зависимости от частоты может быть плодотворно использована как для аналитических, так и для численных исследований плазмонных колебаний в наноструктурах и наночастицах. <...> Поверхностный плазмонный резонанс сферической металлической наночастицы МНЧ- металлическая наночастица Используя электростатическое приближение, рассмотрим оптический отклик на падающую волну сферической металли3          ческой наночастицы с радиусом R, заметно меньшим длины волны : R<<. <...> Как известно, при взаимодействии электромагнитной <...>
Методическая_разработка_к_выполнению_лабораторных_работ_по_учебной_дисциплине_НАНОФОТОНИКА_И_ФИЗИКА_НАНОСТРУКТУР_для_магистрантов_1_года_обучения_по_направлению_подготовки_200700_.pdf
Лабораторная работа 701 "Определение размеров наночастиц по спектру поглощения композитной среды" 1. Теоретическая часть: 1.1 Оптические свойства металлических наночастиц 1.1.1 Оптические свойства электронного газа в металлах В оптической области частот свойства металлов могут быть объяснены с помощью пламенной модели или модели свободных электронов (модель Друде) [1]. В этой модели комплексная диэлектрическая проницаемость принимает вид ( ) 1  2 где p  m 0 n e * 0 2 - плазменная частота свободного электронного газа, n0 - концентрация носителей, m* - эффективная масса электронов. Действительная и мнимая части диэлектрической проницаемости запишутся соответственно как: 1( ) 1  p 1 2( ) 1  Здесь  - время релаксации: 2 (1 2 2 2 2 2 p 2 2 ) , . (2) (3) 2 p  i , (1)              
Стр.2
Лабораторная работа 702 "Исследование рассеяния металлической наночастицей. Влияние диэлектрической проницаемости окружающей среды" 1. Теоретическая часть Сечение рассеяния электромагнитного излучения металлической наночастицей сферической формы вычисляется по формуле σ ω    scat s β ω εs m s   r 3 8π ω 3 c 2 2 2 β ω ; s   ε ω 2εm ε ω εm s   s    резонасное условие rs - радиус наночастицы, s - диэлектрическая проницаемость металлической наночастицы (рассчитывается по модели Друде с учетом потерь), m - диэлектрическая проницаемость матрицы (среды-хозяйки) Положение плазмонного резонанса зависит от материала матрицы и радиуса наносферы.  Re ε ω 2ε 0     s m  16
Стр.16
Лабораторная работа 703 Исследование диэлектрической проницаемости металлической наночастицы 1. Теоретическая часть Диэлектрическая проницаемость металла рассчитывается в рамках модели Друде следующим образом: 2   2 1 p i . где р -плазменная частота,  - столкновительная частота При этом =1/,  -время релаксации. Параметры Друде при оптических частотах для Au и Ag Au p, эВ , фс 9,0 10 Ag 9,1 36 Для более полного описания свойств металлов необходимо учесть вклад связанных электронов в оптические свойства. Отклик связанных электронов учитывает модель ДрудеЛоренца. Диэлектрическая проницаемость металла в рамках модели Друде-Лоренца: int   1 2 p ( 2 0  2 ) i . (2) (1) 19          
Стр.19
Лабораторная работа № 705 «Расчет коэффициента отражения от плоской наноструктуры» 1. Теоретическая часть 1.2. Введение В последние годы наблюдается повышенный интерес к оптическим свойствам гетерогенных композитных сред на основе диэлектрических материалов как неорганических, так и органических. Это связано в первую очередь с возможностью изготовления на их основе оптических переключающих устройств пикосекундного диапазона, направленных соединителей, интерферометров Маха − Цендера, планарных и трехмерных диэлектрических микроволноводов и ряда других практически важных устройств [1, 2] для интегральной оптики и оптоэлектроники. Нелинейные оптические свойства гетерогенных сред на основе оптически прозрачных диэлектриков, содержащих наночастицы металлов, основываются на зависимости показателя преломления среды от параметров внешних воздействий (пико- или фемтосекундных лазерных импульсов). Кроме того, гетерогенные пленки могут обладать аномально высоким коэффициентом преломления, что, как показано в работе [3], может иметь целый ряд практически важных применений, например, повышение разрешающей способности оптических микроскопов, управление направлением распространения светового луча (включая самофокусирующие устройства – селфоки), создание миниатюрных высококачественных линз и других оптических элементов. В связи с вышесказанным композитные (дисперсные) пленки могут получить широкое распространение при разработке и изготовлении нового поколения приборов интегральной оптики и оптоэлектроники. Гетерогенной (композитной) средой будем называть объемные взвеси частиц в какой-либо матрице или двухмерные осадки частиц на твердой поверхности. Традиционные методы приготовления дисперсионных сред и физические свойства малых металлических частиц подробно описаны в [4,5]. К ним относятся: 26
Стр.26