¿Posición del pico de plasmón de nanopartículas de Au, Ag?

Sigma proporciona gran cantidad de información sobre nanopartículas de plata y oro . La plata absorbe alrededor de 400nm y el oro alrededor de 500nm. Puedes ver que las formas de los espectros son muy complejas. Esta figura muestra la dependencia de la longitud de onda máxima del tamaño de partícula.

Parece que Mie se usa en la descripción de la resonancia de plasmón de superficie metálica.

Nature review La dispersión de luz y los plasmones superficiales en pequeñas partículas esféricas también brindan mucha información.

Mie proporcionó una solución estricta de la dispersión de una onda electromagnética plana por una esfera homogénea. Es válido para un tamaño arbitrario de una partícula. Sin embargo, los cálculos pueden ser difíciles en algunos casos.

La teoría de Rayleigh es la aproximación de la teoría de Mie en el régimen no resonante (dispersión elástica), en la que solo se tiene en cuenta la vibración del dipolo eléctrico (la llamada aproximación dipolar ). Esto es válido para la esfera no absorbente si$nx\ll1$, dónde$n$es el índice de refracción de la partícula, y$x=\frac{2\pi R}{\lambda}$es el parámetro de tamaño, en el que$R$es el radio de la partícula, y$\lambda$es la longitud de onda de la luz incidente.

Por ejemplo, si su partícula de$R=10$nm es una gota de agua ($n=1.33$) que está iluminado por una luz verde ($\lambda=532$nm), entonces$nx\approx0.16$. Para estos valores particulares de$n$y$x$esta aproximación tiene el límite de validez por debajo del 1%. La conclusión es que puedes usar la teoría de Rayleigh en este caso.

Compare el artículo de Walstra para obtener una explicación detallada y la aplicabilidad de otras aproximaciones.

Sin embargo, en el caso del oro tenemos dispersión resonante y es necesario utilizar la teoría de Mie. Sin embargo, para partículas pequeñas también se puede aplicar la aproximación dipolar (cuasiestática). Da la relación de la sección transversal de dispersión$\sigma_{s}\propto\frac{R^3}{\lambda^4}$siempre que se desprecie la dispersión de la constante dieléctrica del oro. Las fórmulas adecuadas para las secciones transversales de dispersión y extinción se pueden encontrar, por ejemplo, en: Propiedades ópticas de nanopartículas metálicas, F. Valee .

La resonancia de plasmón superficial localizada (LSPR) de una partícula metálica de$R=10$nm es alrededor de 510-570nm en el caso de Au, y 355-450nm en el caso de Ag. Son posiciones espectrales en el caso de partículas incorporadas en matrices dieléctricas con$n=1.0-1.8$. En general, la posición espectral de la LSPR depende del tamaño de la partícula (también debido a los confinamientos cuánticos y dieléctricos), el material de la partícula (constante dieléctrica de la partícula), la constante dieléctrica del medio circundante, la distribución del tamaño en el conjunto de partículas, forma de la partícula, etc.