Identifikasi properti optik pada nanopartikel emas dan perak dalam fenomena localized surface plasmon resonance (LSPR) menggunakan simulasi MNPBEM

INDONESIA:

Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR) ialah osilasi kolektif dari elektron-elektron pada nanopartikel logam yang tereksitasi oleh cahaya datang dengan frekuensi sama dengan frekuensi osilasi elektron. Diantara semua nanopartikel, emas (Au) dan perak (Ag) termasuk yang paling berpotensi untuk pemanfaatan LSPR. Properti optik yang ditinjau terkait dengan absorption cross section, scattering cross section, dan extinction cross section. Simulasi dalam penelitian ini berusaha mengetahui karakteristik emas dan perak dengan variasi bentuk dan ukuran dalam fenomena LSPR menggunakan simulasi MNPBEM. Simulasi yang dilakukan berdasar pada penyelesaian persamaan Maxwell dengan perhitungan numerik melalui metode elemen batas (MEB). Hasil simulasi menunjukkan Variasi ukuran dari nanopartikel mempengaruhi spektrum dan puncak panjang gelombang pada fenomena LSPR nanopartikel emas dan perak. Secara umum, pergeseran puncak panjang gelombang ketika ukuran bertambah besar, membentuk trend pergeseran puncak panjang gelombang ke panjang gelombang yang lebih panjang (redshift). Variasi bentuk dari nanopartikel seperti yang disimulasikan meliputi bentuk sphere, rod, dan triangle dengan material nanopartikel emas dan perak menunjukkan variasi bentuk nanopartikel juga mempengaruhi spektrum dan puncak panjang gelombang karena perbedaan geometri nanopartikel juga mengindikasikan perbedaan distribusi muatan elektron.

INGGRIS:

Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR) is a collective oscillation of electrons in metal nanoparticles excited by incident light with a frequency equal to the frequency of electron oscillation. Among all nanoparticles, gold (Au) and silver (Ag) are among the most potential for LSPR utilization. The optical properties reviewed are related to the absorption cross section, scattering cross section, and extinction cross section. The simulation in this study attempts to understand the characteristics of gold and silver with variations in shape and size in the LSPR phenomenon using MNPBEM simulation. The simulation is based on solving Maxwell's equations with numerical calculations through the boundary element method (BEM). The simulation results show that variations in the size of nanoparticles affect the spectrum and peak wavelength in the LSPR phenomenon of gold and silver nanoparticles. In general, the shift in the peak wavelength when the size increases, forms a trend of shifting the peak wavelength to a longer wavelength (redshift). Variations in the shape of nanoparticles as simulated include sphere, rod, and triangle shapes with gold and silver nanoparticle materials showing that variations in the shape of nanoparticles also affect the spectrum and peak wavelength because differences in nanoparticle geometry also indicate differences in electron charge distribution.

ARAB:

رنين البلازمون السطحي الموضعي (LSPR) هو تذبذب جماعي للإلكترونات في الجسيمات النانوية المعدنية التي يتم تحفيزها بواسطة الضوء الساقط بتردد يساوي تردد تذبذب الإلكترون. من بين جميع الجسيمات النانوية، يتمتع الذهب (Au) والفضة (Ag) بأكبر إمكانية لاستخدام LSPR. تتعلق الخصائص البصرية التي تمت مراجعتها بالمقطع العرضي للامتصاص، والمقطع العرضي للتشتت، والمقطع العرضي للانقراض. تسعى المحاكاة في هذا البحث إلى تحديد خصائص الذهب والفضة مع وجود اختلافات في الشكل والحجم في ظاهرة LSPR باستخدام محاكاة.MNPBEM تعتمد عمليات المحاكاة التي تم تنفيذها على حل معادلات ماكسويل بحسابات عددية باستخدام طريقة العناصر الحدودية (MEB). أظهرت نتائج المحاكاة أن الاختلافات في حجم الجسيمات النانوية تؤثر على الطيف والطول الموجي الذروة لظاهرة LSPR للجسيمات النانوية الذهبية والفضية. بشكل عام، يتغير ذروة الطول الموجي مع زيادة الحجم، مما يشكل اتجاهًا لتحويل أطوال موجات الذروة إلى أطوال موجية أطول (الانزياح الأحمر). تتضمن الاختلافات في شكل الجسيمات النانوية كما تمت محاكاتها أشكالًا كروية وقضيبية ومثلثة تحتوي على مواد جسيمات نانوية ذهبية وفضية توضح أن الاختلافات في شكل الجسيمات النانوية تؤثر أيضًا على الطيف وطول الموجة الذروة لأن الاختلافات في هندسة الجسيمات النانوية تشير أيضًا إلى اختلافات في توزيع شحنة الإلكترون