Плазмонный резонанс в металлической нанооболочке и комбинационное рассеяние в микрообъектах

Развита аналитическая теория плазмонного резонанса в металлической нанооболочке, нанесенной на исследуемые микрообъекты. Теория базируется на разложении Ми по векторным сферическим гармоникам электромагнитного поля, возникающего при плазмонном резонансе на стоксовой частоте. Резонансное поле приводит к усилению комбинационного рассеяния (КР) в микрообъектах, заключенных в нанооболочку. КР, излучаемое внутренними молекулами, возбуждает вторичный плазмонный резонанс, который также раскладывается по сферическим гармоникам. Электромагнитный механизм усиления гигантского комбинационного рассеяния (ГКР) можно исследовать качественно и количественно в этой точно решаемой математической модели. Теоретические результаты качественно согласуются с результатами эксперимента по ГКР в полистирольных сферах, частично покрытых нанослоем серебра, которые служат моделью типичных биообъектов.

An analytical theory of plasmon resonance in a metal nanowell deposited on the microobjects under study has been developed. The theory is based on the decomposition of the electromagnetic field into vector spherical harmonics, which occurs during plasmon resonance at the Stokes frequency. The resonant field leads to increased raman scattering (Raman) in microobjects enclosed in a nanowell. The raman emitted by the internal molecules excites a secondary plasmon resonance, which is also decomposed into spherical harmonics. The electromagnetic amplification mechanism of giant raman scattering (GRS) can be investigated qualitatively and quantitatively in this precisely solvable mathematical model. The theoretical results are in qualitative agreement with the results of the GRS experiment in polystyrene spheres partially coated with a silver nanolayer, which serve as a model of typical biological objects.