Локализованные плазмонные резонансы сферических частиц из благородных металлов, частично интегрированных в подложку
Автор: Дышлюк Антон Владимирович
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 2 т.50, 2026 года.
Бесплатный доступ
Исследованы оптические свойства золотых и серебряных дипольных сферических наноантенн, утопленных в металлическую подложку с малым полым зазором между наноантенной и подложкой. Продемонстрировано влияние всех геометрических и оптических параметров наноантенны на ее спектральный отклик, включая материал, глубину погружения в подложку, радиус, ширину зазора, показатель преломления окружающей среды и размер основания. Продемонстрировано сильное красное смещение локализованного плазмонного резонанса наноантенны по мере ее погружения в подложку, а также значительное усиление ближнего поля, которое локализуется главным образом в области зазора. Показано, что данные эффекты усиливаются с увеличением радиуса наноантенны и уменьшением ширины зазора. Продемонстрирована высокая спектральная чувствительность резонансного пика к показателю преломления окружающей среды, более чем в 4 раза превышающая чувствительность изолированной наноантенны без подложки. Полученные в работе результаты могут найти применение для построения новых функциональных элементов плазмоники и нанофотоники для концентрации, усиления и перераспределения электромагнитного поля, а также для создания рефрактометрических сенсоров.
Локализованный плазмонный резонанс, дипольная сферическая наноантенна, наноантенна на подложке, плазмоника
Короткий адрес: https://sciup.org/140314859
IDR: 140314859 | DOI: 10.18287/COJ1765
Localized plasmon resonances of spherical particles of noble metals partially integrated into the substrate
Optical properties of gold and silver dipole spherical nanoantennas (NAs) recessed in a metallic substrate with a small hollow gap between the nanoantenna and the substrate are investigated. We demonstrate the effect of all geometric and optical parameters of the nanoantenna on its spectral response, including the NA material and immersion depth in the substrate, radius, gap width, refractive index of the surrounding medium, and supporting base size. With the NA recessed deeper in the substrate, a strong red shift of the NA localized plasmon resonance is observed, along with a significant enhancement of its near field, which becomes primarily localized in the gap region. These effects are shown to become more pronounced with increasing nanoantenna radius and decreasing gap width. We also demonstrate high spectral sensitivity of the resonant peak to the refractive index of the surrounding medium, exceeding the sensitivity of an isolated NA without a substrate by more than 4 times. The results obtained in this work can find applications in the development of new functional elements for plasmonics and nanophotonics for the concentration, enhancement, and redistribution of the electromagnetic field, as well as for the development of refractometric sensors.
