більшенням відстані від поверхні наночастинки, як показано на малюнку 1.3. На відстані від поверхні металу вона убуває в е раз.
Малюнок 1.3 - Залежність амплітуди ПЕВ від відстані від поверхні наночастинки [12]
Якщо розглянути сукупність металевих наночастинок, то в такій системі будуть спостерігатися області підвищеної інтенсивності. Ці області за своїми розмірами багато менше довжини хвилі зовнішнього випромінювання і менше розміру частки.
На малюнку 1.4 показано формування полів підвищеної інтенсивності для 4-х близько розташованих наносфер срібла. Нескладно помітити, що при зменшенні відстані між частинками щільність потужності поля збільшується.
Малюнок 1.4 - Формування полів підвищеної інтенсивності в залежності від відстані між частинками (відстані: a - 4 нм, b - 2 нм, c - 1 нм) [13]
На малюнку 1.5 можна побачити характер зміни інтенсивності локального поля в залежності від відстані між частинками.
Малюнок 1.5 - Характер зміни інтенсивності локального поля в залежності від відстані між частинками [14]
Знаходяться в цій області молекули активної речовини мають високу ймовірність збудитися і спонтанно испустить фотон за рахунок високої щільності енергії в локальному поле частинки. Інтенсивність випускання спонтанних фотонів також зростає. Це відбувається з двох причин:
· в областях з високою щільністю енергії зростає частка молекул, які перейдуть у збуджений стан;
· відповідно до ефекту Парселла, в сильних оптичних полях зменшується час життя молекул у збудженому стані і, отже, зростає інтенсивність спонтанного випускання фотонів.
Все це призводить до збільшення ефективності випромінювання. Внаслідок підвищення ефективності спонтанного випускання фотонів повинно відбутися збільшення ефективності вимушеного випромінювання або суперлюмінесценціі. Спонтанні фотони викликають вимушене випромінювання молекул, що знаходяться в активному середовищі, - це і призводить до збільшення ефективності вимушеного випромінювання, що може проявлятися у зменшенні порогів суперлюмінесценціі або у збільшенні спектрального максимуму інтенсивності випромінювання при фіксованій енергії накачування.
1.2 Люминесценция молекул у присутності наноструктур
У відсутність резонансних ефектів, посилення є нерезонансних. Воно може спостерігатися і на поверхні матеріалів. Для теоретичної оцінки вкладів резонансного і нерезонансного механізмів електромагнітного посилення в [11] була розроблена наступна методика: були виконані розрахунки локального поля на ідентичних шорстких поверхнях з реальною діелектричної проникністю даного металу і з діелектричної проникністю, рівний модулю. В останньому випадку резонансні властивості металу виявлятися не будуть, т. К. локальні плазмону можуть бути порушені лише в матеріалах з < 0.
Для простої модельної системи - тіло у формі еліпсоїда обертання (, <<, де, - півосі еліпсоїда), поміщеного в зовнішнє світлове поле з напруженістю, спрямованої уздовж його осі, локальне поле поблизу його вершини визначається виразом
, (2)
де - залежить від ставлення до...
