Luận án Tiến sĩ Vật lý: Mô hình lý thuyết và mô phỏng tính chất Plasmonic của một số cấu trúc nano ứng dụng trong quang

Luận án nghiên cứu tính chất plasmonic và hiệu ứng quang nhiệt trong các cấu trúc nano lõi-vỏ có hình dạng khác nhau và trong cấu trúc nano phức hợp dựa trên graphene. Từ phổ hấp thụ thu được bằng lý thuyết Mie toàn phần, chúng tôi đã xây dựng các phương pháp cho phép tính độ tăng nhiệt độ của các cấu trúc nano khi đặt trong vùng chiếu sáng của laser.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Vật lý: Mô hình lý thuyết và mô phỏng tính chất Plasmonic của một số cấu trúc nano ứng dụng trong quang BË GIO DÖC V€ €O T„O TR×ÍNG „I HÅC S× PH„M H€ NËI 2 ======*****====== É CH NGHžA MÆ HœNH LÞ THUY˜T V€ MÆ PHÄNG TNHCH‡T PLASMONIC CÕA MËT SÈ C‡U TRÓCNANO ÙNG DÖNG TRONG QUANG NHI›T V€ CƒM BI˜N SINH HÅC Chuy¶n ngnh: Vªt lþ lþ thuy¸t v Vªt lþ to¡n M¢ sè: 9 44 01 03 LUŠN N TI˜N Sž VŠT LÞ Ng÷íi h÷îng d¨n 1: TS. é Thà Nga Ng÷íi h÷îng d¨n 2: PGS.TS. Chu Vi»t H H€ NËI - 2020Líi c£m ìn Tr÷îc khi tr¼nh by nëi dung ch½nh cõa b£n luªn ¡n, tæi xin by tä lángbi¸t ìn s¥u sc ¸n TS. é Thà Nga, ng÷íi ¢ trüc ti¸p tªn t¼nh h÷îng d¨ntæi trong suèt qu¡ tr¼nh håc tªp, nghi¶n cùu v hon thnh luªn ¡n ny. Xin÷ñc gûi líi c£m ìn ¸n PGS. TS. Chu Vi»t H, TS. Phan ùc Anh ¢ giópï v câ nhi·u þ ki¸n âng gâp trong qu¡ tr¼nh nghi¶n cùu thüc hi»n luªn¡n cõa tæi. Tæi công xin by tä láng bi¸t ìn ch¥n thnh tîi ton thº c¡c th¦y cæthuëc tê Vªt lþ lþ thuy¸t, Khoa Vªt lþ, Tr÷íng ¤i håc S÷ ph¤m H Nëi2 ¢ truy·n thö cho tæi nhúng ki¸n thùc chuy¶n mæn vúng vng còng vîinhúng kinh nghi»m væ còng quþ gi¡, hé trñ cæng t¡c håc vö cho tæi trongsuèt thíi gian ÷ñc håc tªp v thüc hi»n · ti. Xin ÷ñc gûi líi c£m ìn ch¥n thnh ¸n Ban Gi¡m hi»u v c¡c phángban chùc n«ng Tr÷íng ¤i håc S÷ ph¤m H Nëi 2 nìi tæi ang cæng t¡c, ¢t¤o måi i·u ki»n º tæi hon thnh vi»c håc tªp v nghi¶n cùu trong suètc¡c n«m qua. Nh¥n dàp ny, tæi xin gûi líi c£m ìn s¥u sc nh§t tîi nhúng ng÷íi th¥ntrong gia ¼nh v ton thº b¤n b±, çng nghi»p ¢ luæn õng hë ëng vi¶nv hé trñ v· måi m°t º tæi v÷ñt qua nhúng khâ kh«n trong qu¡ tr¼nh honthnh luªn ¡n cõa m¼nh. T¡c gi£ luªn ¡n é Ch½ Ngh¾a iLíi cam oan Tæi xin cam oan luªn ¡n ny l k¸t qu£ nghi¶n cùu cõa b£n th¥n tæi÷ñc thüc hi»n trong thíi gian lm nghi¶n cùu sinh t¤i tr÷íng ¤i håc S÷Ph¤m H Nëi 2, d÷îi sü h÷îng d¨n cõa TS. é Thà Nga v PGS. TS. ChuVi»t H. C¡c k¸t qu£ mîi thu ÷ñc khæng tròng l°p vîi b§t ký luªn ¡n haycæng tr¼nh no ¢ ÷ñc cæng bè. Cö thº, ch÷ìng 1 l têng quan v· c¡c lþthuy¸t li¶n quan. Ch÷ìng 2 tr¼nh by lþ thuy¸t Mie ton ph¦n cho h» lãi vätrán tuy»t èi v c¡ch xû lþ cho h» lãi vä câ b· m°t nh¡m, k¸t qu£ nghi¶ncùu thu ÷ñc cho phê h§p thö cõa c¡c hoa nano (nanoflowers) Ag@Fe3 O4 v· xu§t ùng döng ch¸ t¤o m¡y dá t¼m khuy¸t tªt v vòng pha t¤p düa tr¶ncì ch¸ cì-quang nhi»t do sü nâng l¶n cõa h¤t hoa nano d÷îi t¡c döng cõa¡nh s¡ng laser, ÷ñc tæi thüc hi»n còng ng÷íi h÷îng d¨n TS. é Thà Nga vcëng sü TS. Phan ùc Anh. C¡c k¸t qu£ nghi¶n cùu ð ch÷ìng 3 v· t½nh ch§tplasmonic cõa graphene tr¶n ¸ khèi v cõa h¤t nano båc graphene ÷ñc tæithüc hi»n còng vîi 2 cæ h÷îng d¨n TS. é Thà Nga v PGS. TS. Chu Vi»tH. Ch÷ìng 4 tr¼nh by k¸t qu£ nghi¶n cùu v· qu¡ tr¼nh t«ng nhi»t cõa c§utróc nano gçm câ d¢y c¡c ¾a graphene x¸p theo m¤ng æ vuæng °t tr¶n lîpmng i»n mæi mäng düa tr¶n t½nh ch§t plasmonics ÷ñc tæi thüc hi»n còngTS. Phan ùc Anh, TS. é Thà Nga, GS. Vô ¼nh L¢m v GS. KatsunoriWakabayashi. T¡c gi£ luªn ¡n é Ch½ Ngh¾a iiMöc löcLíi c£m ìn iLíi cam oan iiDanh möc c¡c chú vi¸t tt viDanh s¡ch h¼nh v³ viiMð ¦u 11 H» thèng c¡c lþ thuy¸t cì b£n li¶n quan ¸n v§n · nghi¶n cùu 12 1.1 Mæ h¼nh lþ thuy¸t cho hm i»n mæi . . . . . . . . . . . . . 12 1.2 Lþ thuy¸t Mie cho t½nh ch§t quang cõa h¤t nano ìn vªt li»u 16 1.2.1 Lþ thuy¸t Mie cho h¤t nano c¦u ìn vªt li»u . . . . . 17 1.2.2 Lþ thuy¸t Mie cho h¤t nano ìn vªt li»u khæng câ d¤ng c¦u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.3 Lþ thuy¸t cì b£n cho vi»c lm nâng h» theo cì ch¸ plasmon 27 1.3.1 Sü nâng l¶n cõa ìn h¤t nano d÷îi t¡c döng cõa tr÷íng i»n tø . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 1.3.2 Sü nâng l¶n cõa dung dàch do tªp thº h¤t nano plas- monic d÷îi t¡c döng cõa tr÷íng i»n tø . . . . . . . 30 1.4 K¸t luªn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332 Lþ thuy¸t Mie v mæ h¼nh quang nhi»t cho h» nano c§u tróc lãi-vä 34 2.1 H» nano c¦u hai lîp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.1.1 Lþ thuy¸t Mie cho phê quang håc . . . . . . . . . . 35 2.1.2 Hi»u ùng quang nhi»t trong h» nano lãi-vä d÷îi t¡c döng cõa laser hçng ngo¤i . . . . . . . . . . . . . . . 38 2.2 T½nh ch§t plasmonic v ùng su§t quang nhi»t cõa h» hoa nano 44 2.2.1 Lþ thuy¸t Mie cho phê quang håc cõa h¤t hoa nano Ag@Fe3 O4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 2.2.2 Sùc c«ng nhi»t cõa c¡c h¤t hoa nano Ag@Fe3 O4 . . . 49 2.3 K¸t luªn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533 T½nh ch§t plasmonic cõa c§u tróc nano düa tr¶n graphene trong d£i t¦n sè terahertz 54 3.1 Cì sð lþ th ...