The energy spectrum of electrons in a metal nanowire with a periodically modulated surface has been found in the framework of perturbation theory. To solve the problem, a transition is made into a coordinate system that “smoothes down” the surface oscillations. The influence of the surface modulation amplitude on size-induced oscillations of the Fermi energy in such systems is analyzed. It is shown that an increase of the modulation amplitude leads to a decrease of the Fermi energy in the wire. Specific calculations were made for Au, Cu, and Al wires.
В роботi одержано спiввiдношення для частотних залежностей дiйсної й уявної частин та модуля компонентiв тензора поляризовностi, а також перерiзiв поглинання i розсiювання метал-оксидних нанодротiв. Дослiджено граничнi випадки “товстого” I “тонкого” зовнiшнього шару оксиду. Чисельнi розрахунки проведено для дротiв Al, Cu i Ag, вкритих шаром власного оксиду. Розглянуто випадки, коли дiелектрична проникнiсть оксиду є постiйною величиною або є функцiєю частоти. В останньому випадку для визначення цiєї залежностi було використано апроксимацiю експериментальних кривих частотних залежностей показникiв заломлення та екстинкцiї. Проаналiзовано вплив змiни товщини оксидного шару на поведiнку частотних залежностей поляризовностi i перерiзiв поглинання i розсiювання. Встановлено, що наявнiсть оксиду приводить до зменшення частоти поверхневих плазмонiв у двошарових нанодротах внаслiдок впливу класичних розмiрних ефектiв.
The behavior of the diagonal components of the dielectric tensor and the behavior of the absorption cross-section in the different frequency ranges for the composite cylindrical nanostructures “metallic core – graphene shell” have been studied. In order to obtain the calculation formulas one uses the relations for the longitudinal and transverse components of the dielectric tensors for metallic core and graphene shell, which are determined by Drude model and Cubo model correspondingly. The consideration is carried out in the frameworks of “equivalent” elongated spheroid approach, according to which the defining dimensional parameter is effective aspect ratio, calculated from the condition of the equality of the corresponding axial inertia moments for two-layer cylinder and the “equivalent” elongated spheroid. The numerical results have been obtained for the nanocylinders with the cores of different metals, different radius and with the different number of graphene layers. The variation of amplitude and the variation of the location of extremes of the real and imaginary parts of the transverse component of the dielectric tensor under the increase in radius of the metallic core and the thickness of the graphene shell have been analyzed. It has been shown that the variation of the radius of the core has the significantly greater influence on the properties of the polarizability resonances and absorption cross-section than the variation of the number of graphene layers. The reasons of the presence of two maxima of the absorption cross-section for the metal-graphene cylinders which differ in both amplitude and width and located in infrared, violet and near ultraviolet parts of the spectrum and their relation with the surface plasmonic resonances in the metallic core and with the terahertz plasmons of graphene have been found. The factors which have an effect on amplitude and on the shift of the maxima of the absorption cross-section have been found. The reasons of the different width of maxima, which are located in the different spectral intervals, have been determined.
This work analyzes the effect of chirality on the frequency dependences of the real and imaginary parts of the dielectric function and the absorption coefficient of a single-walled carbon nanotube composite within the one-electron approximation. The calculations are performed for zigzag and armchair configurations of nanotubes. It is shown that the real part of the dielectric function and absorption coefficient for armchair-type nanotubes oscillate at lower frequencies because the energy intervals between the size-quantization levels decrease in this type of nanotube. When the frequencies of incident radiation coincide with the frequencies of interband transitions there is a resonant increase in the absorption coefficient of an achiral nanotube array. The size dependences of the absorption coefficient of the zigzag and armchair nanotube arrays are calculated, and their evolution with a change in the frequency of the incident electromagnetic wave is analyzed.
В рамках моделi еквiвалентного витягнутого сфероїда отримано аналiтичнi вирази для поляризовностей стрижнеподiбних металевих структур, що дозволило суттєво спростити розрахунки їх оптичних характеристик. Розраховано частотнi залежностi поперечної та поздовжньої компоненти тензора поляризовностi, а також перерiзiв поглинання i розсiювання для витягнутих сфероїдiв, цилiндрiв та сфероцилiндрiв. Проаналiзовано змiну положень максимумiв уявної частини компонентiв тензора поляризовностi, перерiзiв поглинання та розсiювання при змiнi розмiрiв, форми I матерiалу наночастинок. Встановлено, що положення поперечного поверхневого плазмонного резонансу в стрижнеподiбних наночастинках форм, що розглядаються, практично нечутливе до змiни величин пiвосей, у той час як збiльшення аспектного вiдношення приводить до “червоного” зсуву поздовжнього поверхневого плазмонного резонансу. Показано, що використання моделi еквiвалентного витягнутого сфероїда дає задовiльне узгодження мiж результатами розрахункiв та експериментальними даними для частот поздовжнього поверхневого плазмонного резонансу, не потребуючи застосування складних обчислювальних методiв.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.