پاسخ گرمایی نانو ذرات بیضی گون محصور تحت تحریک لیزرهای پالسی

مواد نانو ترکیبی شامل نانوذرات فلزات نجیب محصور در یک محیط دی الکتریک، به علت خواص نوری خطی و غیرخطی منحصر به فردشان که ناشی از تشدید پلاسمای سطحی است، مورد توجه قرار گرفته اند. این خواص به خصوص به شکل و محیط نانوذره وابسته است. از جمله می توان به نانومیله های فلزی اشاره نمود. خواص نوری این نوع مواد را می توان با توجه به تنظیم نسبت طول به قطرشان به سادگی کنترل نمود. به منظور بررسی خواص غیرخطی، این مواد تحت تأثیر لیزرهای پالسی با پهنای زمانی متفاوت قرار می گیرند. جذب انرژی نورانی توسط محیط، از یک سو باعث افزایش دمای محیط می شود و از سوی دیگر خواص نوری محیط متأثر از این تغییر دما است. به منظور تبیین این تغییرات نوری، تعیین دینامیک گرمایی محیط اجتناب ناپذیر است. در این تحقیق، ابتدا خواص نوری نانومیله ها که حالت حدی نانو بیضی گون های کشیده است، مورد ارزیابی قرار گرفته، سپس مدلی ارائه شده است که امکان تعیین دینامیک گرمایی نانومیله های فلزی محصور در یک محیط دی الکتریک تحت تابش لیزر پالسی با دوره ی فوق کوتاه را فراهم می کند. بدین منظور از مدل سه دمایی که بر اساس تبادل انرژی بین اجزای تشکیل دهنده ی نانوترکیب است، استفاده می شود. همچنین اثر مقاومت گرمایی در فصل مشترک ذره- دی الکتریک بر دینامیک گرمایی محیط مورد ارزیابی قرار گرفته است. در نهایت، با توجه به دینامیک گرمایی محیط تحول زمانی خواص غیرخطی نوری محیط به دست آمد. این مدل جهت محاسبه دینامیک گرمایی نانو میله های طلای محصور در آب تحت پالس لیزری با دوره فوق کوتاه به کار می رود. بررسی های انجام شده نشان داد که شکل ذره در زمان های فوق کوتاه تأثیر چندانی بر دینامیک گرمایی این نانو ترکیبات نداشته و مقاومت گرمایی در سطح مشترک ذره- محیط، نقش تعیین کننده ای در دینامیک گرمایی نانو ترکیب ایفا می کند. همچنین خواص نوری غیرخطی این مواد متأثر از تشدید پلاسمای سطحی طولی و عرضی است. به گونه ای که تغییرات سطح مقطع جذب پیرامون این فرکانس ها به بیشینه مقدار خود می رسد.