Size effect in plasmon resonance of gold-copper sulfide core-shell nanoparticles

Abstract

У цій роботі представлено дослідження природи змін у спектрах екстинкції сферичних та еліпсоїдних (витягнутих і сплюснутих) нанооболонок Au-CuS за зміни співвідношення їхніх розмірів ядро– оболонка. Проведено аналіз отриманих результатів моделювання з метою встановлення закономірностей зміни спектрів екстинкції нанооболонок, що може бути використано для розробки пристроїв різного призначення на їхній основі. Визначено плазмонні властивості сферичних та еліпсоїдних наночастинок Au-CuS різного розміру. Встановлено, що амплідупа піків перерізу екстинкції сферичних нанооболонок сильно залежить від співвідношення товщини ядра та оболонки. Це дає можливість налаштувати плазмонні властивості еліпсоїдних наночастинок ядро–оболонка, змінюючи товщину ядра та оболонки в обох напрямках. Отже, результати дослідження свідчать про можливість використання наночастинок Au-CuS як потенційних елементів різноманітних чутливих сенсорів.

This paper studies the nature of changes in extinction spectra when changing the core/shell size ratio in spherical and ellipsoidal (prolate and oblate) gold-copper sulfide (Au-CuS) core-shell nanoparticles. The obtained results are analyzed to establish the regularity of changes in the nanoshells extinction spectra, which can be used to develop devices based on them for different applications. The plasmon properties of spherical and ellipsoidal Au -CuS nanoparticles with different sizes were determined. It is established that the intensity of the extinction cross-section of spherical nanoshells strongly depends on the ratio between the thickness of the core and the shell. It is possible to configure the plasmon properties of oblate and prolate ellipsoidal core-shell nanoparticles by changing the core and shell thickness in both directions. Thus, the results of the study suggest that Au-CuS nanoparticles can be used as potential elements of various sensitive sensors.