Оптические свойства композитных наночастиц благородных металлов, покрытых мономолекулярным слоем J-агрегата органического красителя

Приведены результаты исследования оптических свойств композитных наночастиц, ядро которых состоит из благородного металла (Ag, Au), а оболочка — из органического красителя в J-агрегатном состоянии. С помощью просвечивающего электронного микроскопа обнаружено, что частицы имеют сферическую форму и размер 4 — 10 нм; структура кристаллической решетки их ядра определена по дифракции электронов с энергией 1 кэВ. Показано, что для спектров поглощения наночастиц в коллоидных растворах характерно наличие двух пиков, связанных с плазмонным резонансом в металлическом ядре и с электронным возбуждением J-агрегата. Объяснение этого дано в рамках модели, основанной на выражении для сечения поглощения света малыми частицами и на расчетах поляризуемости системы двух концентрических сфер с учетом размерного эффекта для диэлектрической функции металлического ядра. Диэлектрическая функция J-агрегата получена на основе экспериментальных данных и соотношения Крамерса — Кронига. Показано, что распределение интенсивности и положения пиков в спектрах поглощения гибридных наночастиц сильно зависят от их геометрических параметров и оптических свойств материалов ядра и оболочки. Это открывает пути управления оптическими свойствами композитных материалов, созданных на основе исследуемых наночастиц.