Specific Electric Polarizability of Copper Nanoparticles in the Optical Range of the Spectrum

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorMachulianskyi, O. V.
dc.date.accessioned2020-04-28T19:49:10Z
dc.date.available2020-04-28T19:49:10Z
dc.date.issued2018
dc.description.abstractenWork is devoted to a research of dimensional changes in optical properties of nanosized copper particles with sizes less than 10 nm in statistically inhomogeneous systems. Experimental spectral and dimensional dependences of the complex specific electric polarizability of nanosized copper particles with experimental-analytical method are determined in the optical spectral range from 0.2 to 1.1 μm. The values of the complex specific electric polarizability were determined by analytical solution of Rosenberg’s spectrophotometric equations with the use of experimental results of spectrophotometric measurements of transmission and reflection coefficients of copper islet films and the results of electron microscopic studies of their morphological microstructure, taking into account the statistical analysis of the particle size distribution. Nanosized copper particles with a statistically inhomogeneous structure in the system of islet films on quartz substrates were obtained by vacuum-magnetron sputtering. An analysis of function of copper nanoparticles distribution in size in a system with a statistically inhomogeneous structure was carried out using the Pearson’s consensus criterion. To find out the features of optical absorption of nanosized copper particles, their experimental spectral and dimensional dependences of the complex specific electric polarizability are compared with the corresponding characteristics for model particles with properties characteristic for macroscopic volumes of copper. It was found that the optical properties of nanosized copper particles differ from optical properties of copper in a macroscopic volume. An increase in the absolute values of the components of the complex specific electric polarizability of spherical nanosized copper particles with decreasing their diameter within the range from 8 nm to 3.2 nm for wavelengths of 0.2 - 1.1 μm is established. The spectral dependences of optical parameters of nanosized copper particles according to well-known theories of classical and quantum dimensional effects are calculated. In order to study the nature of dimensional dependences of optical parameters of copper nanoparticles, a comparative analysis of calculated and experimental spectral and dimensional dependences of their optical parameters was carried out. It is shown that the experimental dimensional changes in the complex specific electric polarizability of copper particles in the investigated range of sizes not be due to the classical or quantum dimensional effect in the dipole approximation.uk
dc.description.abstractruРобота присвячена дослідженню розмірних змін оптичних властивостей нанорозмірних частинок міді з розмірами менше 10 нм в статистично неоднорідних системах. В оптичній області спектра в діапазоні довжин хвиль від 0,2 до 1,1 мкм визначено експериментальні спектральні та розмірні залежності комплексної питомої електричної поляризованості нанорозмірних частинок міді за допомогою експериментально-аналітичного методу. Значення комплексної питомої електричної поляризованості одержані на основі аналітичного розв’язку спектрофотометричних рівнянь теорії Розенберга з використанням експериментальних результатів спектрофотометричних вимірів коефіцієнтів пропускання і відбивання острівкових плівок міді та результатів електронно-мікроскопічних досліджень їх морфологічної мікроструктури з урахуванням статистичного аналізу розподілу частинок за розмірами. Нанорозмірні частинки міді в системі острівкові плівки на кварцових підкладках отримували методом вакуумного магнетронного розпилення. Аналіз функції розподілу наночастинок міді за розмірами в системі з статистично неоднорідною структурою проведено на основі критерію узгодження Пірсона. Для з’ясування особливостей оптичного поглинання нанорозмірних частинок міді, їх експериментальні спектральні та розмірні залежності комплексної питомої електричної поляризованості співставляються з відповідними характеристиками для модельних частинок з властивостями характерними для макроскопічних об’ємів міді. Виявлено, що оптичні властивості нанорозмірних частинок міді відрізняються від оптичних властивостей міді в макроскопічному об’ємі. Встановлено, що абсолютні значення компонентів комплексної питомої електричної поляризованості сферичних нанорозмірних частинок міді збільшуються при зменшенні їх діаметру в межах інтервалу від 8 нм до 3,2 нм. При цьому положення максимуму смуги в області 0,6 мкм зміщується в сторону більш коротких хвиль при зменшенні об’єму наночастинки міді. Тенденція розмірних змін комплексної питомої електричної поляризованості для наночастинок міді узгоджується і підтверджує закономірності виявлені в відповідних залежностях для частинок нікелю, хрому, срібла. Розраховані спектральні залежності оптичних параметрів нанорозмірних частинок міді по відомим теоріям класичного і квантового розмірних ефектів. З метою досліджень природи розмірних залежностей оптичних параметрів наночастинок міді проведено порівняльний аналіз розрахованих та експериментальних спектральних і розмірних залежностей їх оптичних параметрів. Показано, що експериментальні розмірні зміни комплексної питомої електричної поляризованості частинок міді в досліджуваному інтервалі розмірів не обумовлені класичним або квантовим розмірним ефектом в дипольному наближенні. Результати досліджень розмірних та спектральних залежностей оптичних параметрів наночастинок міді можуть найти використання для розробки металодіелектричних структур та функціональних пристроїв різного прикладного призначення з заданими оптичними характеристиками. Вони також представляють інтерес з точки зору фундаментальних проблем оптики нанорозмірних систем.uk
dc.description.abstractukРобота присвячена дослідженню розмірних змін оптичних властивостей нанорозмірних частинок міді з розмірами менше 10 нм в статистично неоднорідних системах. В оптичній області спектра в діапазоні довжин хвиль від 0,2 до 1,1 мкм визначено експериментальні спектральні та розмірні залежності комплексної питомої електричної поляризованості нанорозмірних частинок міді за допомогою експериментально-аналітичного методу. Значення комплексної питомої електричної поляризованості одержані на основі аналітичного розв’язку спектрофотометричних рівнянь теорії Розенберга з використанням експериментальних результатів спектрофотометричних вимірів коефіцієнтів пропускання і відбивання острівкових плівок міді та результатів електронно-мікроскопічних досліджень їх морфологічної мікроструктури з урахуванням статистичного аналізу розподілу частинок за розмірами. Нанорозмірні частинки міді в системі острівкові плівки на кварцових підкладках отримували методом вакуумного магнетронного розпилення. Аналіз функції розподілу наночастинок міді за розмірами в системі з статистично неоднорідною структурою проведено на основі критерію узгодження Пірсона. Для з’ясування особливостей оптичного поглинання нанорозмірних частинок міді, їх експериментальні спектральні та розмірні залежності комплексної питомої електричної поляризованості співставляються з відповідними характеристиками для модельних частинок з властивостями характерними для макроскопічних об’ємів міді. Виявлено, що оптичні властивості нанорозмірних частинок міді відрізняються від оптичних властивостей міді в макроскопічному об’ємі. Встановлено, що абсолютні значення компонентів комплексної питомої електричної поляризованості сферичних нанорозмірних частинок міді збільшуються при зменшенні їх діаметру в межах інтервалу від 8 нм до 3,2 нм. При цьому положення максимуму смуги в області 0,6 мкм зміщується в сторону більш коротких хвиль при зменшенні об’єму наночастинки міді. Тенденція розмірних змін комплексної питомої електричної поляризованості для наночастинок міді узгоджується і підтверджує закономірності виявлені в відповідних залежностях для частинок нікелю, хрому, срібла. Розраховані спектральні залежності оптичних параметрів нанорозмірних частинок міді по відомим теоріям класичного і квантового розмірних ефектів. З метою досліджень природи розмірних залежностей оптичних параметрів наночастинок міді проведено порівняльний аналіз розрахованих та експериментальних спектральних і розмірних залежностей їх оптичних параметрів. Показано, що експериментальні розмірні зміни комплексної питомої електричної поляризованості частинок міді в досліджуваному інтервалі розмірів не обумовлені класичним або квантовим розмірним ефектом в дипольному наближенні. Результати досліджень розмірних та спектральних залежностей оптичних параметрів наночастинок міді можуть найти використання для розробки металодіелектричних структур та функціональних пристроїв різного прикладного призначення з заданими оптичними характеристиками. Вони також представляють інтерес з точки зору фундаментальних проблем оптики нанорозмірних систем.uk
dc.format.pagerangePp. 6-13uk
dc.identifier.citationMachulianskyi, O. V. Specific Electric Polarizability of Copper Nanoparticles in the Optical Range of the Spectrum / O. V. Machulianskyi // Мікросистеми, Електроніка та Акустика : науково-технічний журнал. – 2018. – Т. 23, № 2(103). – С. 6–13. – Бібліогр.: 36 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2523-4455.2018.23.2.130732
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/33108
dc.language.isoenuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/uk
dc.sourceМікросистеми, Електроніка та Акустика : науково-технічний журнал, 2018, Т. 23, № 1(102)uk
dc.subjectcooper nanoparticlesuk
dc.subjectopticsuk
dc.subjectelectric polarizabilityuk
dc.subjectnanosized particlesuk
dc.subjectexperimental-analytical methoduk
dc.subjectнаночастинки мідіuk
dc.subjectоптикаuk
dc.subjectелектрична поляризованістьuk
dc.subjectекспериментально-аналітичний методuk
dc.subjectнаночастицы медиuk
dc.subjectэлектрическая поляризуемостьuk
dc.subjectэкспериментально-аналитический методuk
dc.subject.udc535.34uk
dc.titleSpecific Electric Polarizability of Copper Nanoparticles in the Optical Range of the Spectrumuk
dc.title.alternativeПитома електрична поляризованість наночастинок міді в оптичному діапазоні спектруuk
dc.title.alternativeУдельная электрическая поляризуемость наночастиц меди в оптическом диапазоне спектраuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
MEA2018_23-2_p6-13.pdf
Розмір:
707.39 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.06 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Мікросистеми, Електроніка та Акустика: науково-технічний журнал, Т. 23, № 2(103)