Evolution of Ag nanostructures created from thin films: UV–vis absorption and its theoretical predictions - Publikacja - MOST Wiedzy

Twoje konto

zaloguj

Wyszukiwarka

Evolution of Ag nanostructures created from thin films: UV–vis absorption and its theoretical predictions

Abstrakt

Ag-based plasmonic nanostructures were manufactured by thermal annealing of thin metallic films. Structure and morphology were studied using scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), high-resolution transmission electron microscopy (HR-TEM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). SEM images show that the formation of nanostructures is influenced by the initial layer thickness as well as the temperature and the time of annealing. The Ag 3d and Ag 4d XPS spectra are characteristic of nanostructures. The quality of the nanostructures, in terms of their use as plasmonic platforms, is reflected in the UV–vis absorption spectra. The absorption spectrum is dominated by a maximum in the range of 450–500 nm associated with the plasmon resonance. As the initial layer thickness increases, an additional peak appears around 350 nm, which probably corresponds to the quadrupole resonance. For calculations leading to a better illustration of absorption, scattering and overall absorption of light in Ag nanoparticles, the Mie theory is employed. Absorbance and the distribution of the electromagnetic field around the nanostructures are calculated by finite-difference time-domain (FDTD) simulations. For calculations a novel approach based on modelling the whole sample with a realistic shape of the nanoparticles, instead of full spheres, was used. This led to a very good agreement with the experiment.

Cytowania

  • 1 7

    CrossRef

  • 0

    Web of Science

  • 1 6

    Scopus

Autorzy (7)

Cytuj jako

Pełna treść

pobierz publikację
pobrano 38 razy
Wersja publikacji
Accepted albo Published Version
Licencja
Creative Commons: CC-BY otwiera się w nowej karcie

Słowa kluczowe

Informacje szczegółowe

Kategoria:
Publikacja w czasopiśmie
Typ:
artykuły w czasopismach
Opublikowano w:
Beilstein Journal of Nanotechnology nr 11, strony 494 - 507,
ISSN: 2190-4286
Język:
angielski
Rok wydania:
2020
Opis bibliograficzny:
Kozioł R., Łapiński M., Syty P., Koszelow D., Sadowski W., Sienkiewicz J. E., Kościelska B.: Evolution of Ag nanostructures created from thin films: UV–vis absorption and its theoretical predictions// Beilstein Journal of Nanotechnology -Vol. 11, (2020), s.494-507
DOI:
Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.3762/bjnano.11.40
Bibliografia: test
  1. Homola, J.; Yee, S. S.; Gauglitz, G. Sens. Actuators, B 1999, 54, 3-15. doi:10.1016/s0925-4005(98)00321-9 otwiera się w nowej karcie
  2. Michel, D.; Xiao, F.; Alameh, K. Sens. Actuators, B 2017, 246, 258-261. doi:10.1016/j.snb.2017.02.064 otwiera się w nowej karcie
  3. Mayer, K. M.; Hafner, J. H. Chem. Rev. 2011, 111, 3828-3857. doi:10.1021/cr100313v otwiera się w nowej karcie
  4. Willets, K. A.; Van Duyne, R. P. Annu. Rev. Phys. Chem. 2007, 58, 267-297. doi:10.1146/annurev.physchem.58.032806.104607 otwiera się w nowej karcie
  5. Łapiński, M.; Synak, A.; Gapska, A.; Bojarski, P.; Sadowski, W.; Kościelska, B. Opt. Mater. 2018, 83, 225-228. doi:10.1016/j.optmat.2018.05.002 otwiera się w nowej karcie
  6. Garcia, M. A. J. Phys. D: Appl. Phys. 2011, 44, 283001. doi:10.1088/0022-3727/44/28/283001 otwiera się w nowej karcie
  7. Kreibig, U.; Vollmer, M. Optical Properties of Metal Clusters; otwiera się w nowej karcie
  8. Springer Series in Materials Science; Springer-Verlag: Berlin Heidelberg, 1995. doi:10.1007/978-3-662-09109-8 otwiera się w nowej karcie
  9. Kreibig, U.; Genzel, L. Surf. Sci. 1985, 156, 678-700. doi:10.1016/0039-6028(85)90239-0 otwiera się w nowej karcie
  10. Thompson, C. V. Annu. Rev. Mater. Res. 2012, 42, 399-434. doi:10.1146/annurev-matsci-070511-155048 otwiera się w nowej karcie
  11. Seemann, R.; Herminghaus, S.; Neto, C.; Schlagowski, S.; Podzimek, D.; Konrad, R.; Mantz, H.; Jacobs, K. otwiera się w nowej karcie
  12. J. Phys.: Condens. Matter 2005, 17, 267-290. doi:10.1088/0953-8984/17/9/001 otwiera się w nowej karcie
  13. Liu, W. Z.; Xu, H. Y.; Wang, C. L.; Zhang, L. X.; Zhang, C.; Sun, S. Y.; Ma, J. G.; Zhang, X. T.; Wang, J. N.; Liu, Y. C. Nanoscale 2013, 5, 8634-8639. doi:10.1039/c3nr02844e otwiera się w nowej karcie
  14. Pryce, I. M.; Koleske, D. D.; Fischer, A. J.; Atwater, H. A. Appl. Phys. Lett. 2010, 96, 153501. doi:10.1063/1.3377900 otwiera się w nowej karcie
  15. Li, D.; Sun, X.; Song, H.; Li, Z.; Chen, Y.; Jiang, H.; Miao, G. Adv. Mater. (Weinheim, Ger.) 2012, 24, 845-849. doi:10.1002/adma.201102585 otwiera się w nowej karcie
  16. Taflove, A.; Hagness, S. C. Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time Domain Method, 2nd ed.; Artech House: Boston, MA, U.S.A., 2000. otwiera się w nowej karcie
  17. Palik, E. D. Handbook of Optical Constants of Solids; Academic Press: Cambridge, MA, U.S.A., 1985. doi:10.1016/c2009-0-20920-2 otwiera się w nowej karcie
  18. Green, M. A.; Keevers, M. J. Prog. Photovoltaics 1995, 3, 189-192. doi:10.1002/pip.4670030303 otwiera się w nowej karcie
  19. Mansuripur, M. Field, Force, Energy and Momentum in Classical Electrodynamics; Bentham Science Publishers Ltd., 2011. otwiera się w nowej karcie
  20. Moores, A.; Goettmann, F. New J. Chem. 2006, 30, 1121-1132. doi:10.1039/b604038c otwiera się w nowej karcie
  21. Bischof, J.; Scherer, D.; Herminghaus, S.; Leiderer, P. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 1536-1539. doi:10.1103/physrevlett.77.1536 otwiera się w nowej karcie
  22. Ruffino, F.; Grimaldi, M. G. J. Mater. Sci. 2014, 49, 5714-5729. doi:10.1007/s10853-014-8290-4 otwiera się w nowej karcie
  23. Trice, J.; Thomas, D.; Favazza, C.; Sureshkumar, R.; Kalyanaraman, R. Phys. Rev. B 2007, 75, 235439. doi:10.1103/physrevb.75.235439 otwiera się w nowej karcie
  24. Łapiński, M.; Kozioł, R.; Cymann, A.; Sadowski, W.; Kościelska, B. Plasmonics 2019, 15, 101-107. doi:10.1007/s11468-019-01021-9 otwiera się w nowej karcie
  25. Kottmann, J. P.; Martin, O. J. F.; Smith, D. R.; Schultz, S. Phys. Rev. B 2001, 64, 235402-235410. doi:10.1103/physrevb.64.235402 otwiera się w nowej karcie
  26. Zhou, J.; An, J.; Tang, B.; Xu, S.; Cao, Y.; Zhao, B.; Xu, W.; Chang, J.; Lombardi, J. R. Langmuir 2008, 24, 10407-10413. doi:10.1021/la800961j otwiera się w nowej karcie
  27. Zhang, Q.; Ge, J.; Pham, T.; Goebl, J.; Hu, Y.; Lu, Z.; Yin, Y. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 3516-3519. doi:10.1002/anie.200900545 otwiera się w nowej karcie
  28. Gentile, A.; Ruffino, F.; Grimaldi, M. G. Nanomaterials 2016, 6, 110. doi:10.3390/nano6060110 otwiera się w nowej karcie
  29. Wang, D.; Schaaf, P. J. Mater. Chem. 2012, 22, 5344. doi:10.1039/c2jm15727f otwiera się w nowej karcie
  30. Khurgin, J. B.; Boltasseva, A. MRS Bull. 2012, 37, 768-779. doi:10.1557/mrs.2012.173 otwiera się w nowej karcie
  31. Valenti, M.; Venugopal, A.; Tordera, D.; Jonsson, M. P.; Biskos, G.; Schmidt-Ott, A.; Smith, W. A. ACS Photonics 2017, 4, 1146-1152. doi:10.1021/acsphotonics.6b01048 otwiera się w nowej karcie
  32. Seo, J. T.; Yang, Q.; Kim, W.-J.; Heo, J.; Ma, S.-M.; Austin, J.; Yun, W. S.; Jung, S. S.; Han, S. W.; Tabibi, B.; Temple, D. Opt. Lett. 2009, 34, 307-309. doi:10.1364/ol.34.000307 otwiera się w nowej karcie
  33. Pinchuk, A.; von Plessen, G.; Kreibig, U. J. Phys. D: Appl. Phys. 2004, 37, 3133-3139. doi:10.1088/0022-3727/37/22/012 otwiera się w nowej karcie
  34. Takagi, K.; Nair, S. V.; Saito, J.; Seto, K.; Watanabe, R.; Kobayashi, T.; Tokunaga, E. Appl. Sci. 2017, 7, 1315. doi:10.3390/app7121315 otwiera się w nowej karcie
  35. Balamurugan, B.; Maruyama, T. J. Appl. Phys. 2007, 102, 034306. doi:10.1063/1.2767837 otwiera się w nowej karcie
  36. Oh, H.; Pyatenko, A.; Lee, M. Appl. Surf. Sci. 2019, 475, 740-747. doi:10.1016/j.apsusc.2019.01.055 otwiera się w nowej karcie
  37. Kelly, K. L.; Coronado, E.; Zhao, L. L.; Schatz, G. C. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 668-677. doi:10.1021/jp026731y otwiera się w nowej karcie
  38. Tsuji, M.; Nishizawa, Y.; Matsumoto, K.; Miyamae, N.; Tsuji, T.; Zhang, X. Colloids Surf., A 2007, 293, 185-194. doi:10.1016/j.colsurfa.2006.07.027 otwiera się w nowej karcie
  39. Bhui, D. K.; Bar, H.; Sarkar, P.; Sahoo, G. P.; De, S. P.; Misra, A. J. Mol. Liq. 2009, 145, 33-37. doi:10.1016/j.molliq.2008.11.014 otwiera się w nowej karcie
  40. Liu, X.; Li, D.; Sun, X.; Li, Z.; Song, H.; Jiang, H.; Chen, Y. Sci. Rep. 2015, 5, 12555. doi:10.1038/srep12555 otwiera się w nowej karcie
  41. Kreibig, U.; Zacharias, P. Z. Phys. 1970, 231, 128-143. doi:10.1007/bf01392504 otwiera się w nowej karcie
  42. Evanoff, D. D.; Chumanov, G. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 13948-13956. doi:10.1021/jp047565s otwiera się w nowej karcie
  43. License and Terms otwiera się w nowej karcie
Weryfikacja:
Politechnika Gdańska

wyświetlono 219 razy

Publikacje, które mogą cię zainteresować

Experimental tuning of AuAg nanoalloy plasmon resonances assisted by machine learning method

2021

Plasmon-enhanced photoluminescence from TiO2 and TeO2 thin films doped by Eu3+ for optoelectronic applications

2021

Thermal dewetting as a method of surface modification of the gold thin films for surface plasmon resonance based sensor applications

2022

Au–Si plasmonic platforms: synthesis, structure and FDTD simulations

2018
Meta Tagi