там процесс вот так описан и медь не причем-1 Стекло «золотой рубин» - нанотехнологии в стеклоделии (популярный очерк для школьников) А.А. ДРОЗДОВ, М.Н. АНДРЕЕВ Москва,
2 «Золотым рубином» называют стекло, окрашенное наночастицами золота в различные оттенки розового, красного, малинового и пурпурного цветов (Рис. 1). Рис. 1. Стекло «золотой рубин» Такое стекло получают, вводя в шихту соединения золота. Обычно используют золотохлористоводородную кислоту, полученную растворением золотой фольги в царской водке, или кассиев пурпур коллоидное золото, находящееся на поверхности микрочастиц диоксида олова. Сваренный в печи при высокой температуре, «рубин» бесцветный или бледно-желтый. 2
3 Свойственную ему яркую окраску он приобретает при вторичной термообработке. Этот процесс технологи называют наведением окраски или «наводкой». В процессе наводки ионы золота, присутствующие в стекле, восстанавливаются, а образующиеся атомы объединяются в наночастицы (Рис. 2). Рис. 2. Процесс производства стекла «золотой рубин» В роли восстановителя выступают ионы металлов, прежде всего железа, присутствующие в стекле. Чем выше температура вторичной термообработки и чем больше ее время, тем быстрее появляется окраска. При слишком высокой температуре наночастицы исчезают, то есть процесс идет в обратном направлении. Окислителем в этом случае выступает кислород воздуха. Окраска стекла «золотой рубин» вызвана плазмонным резонансом. Поверхностный плазмонный резонанс (SPR) это когерентное возбуждение 3
4 всех свободных электронов в пределах зоны проводимости. Электрическое поле падающего света индуцирует поляризацию свободных электронов, возмущение плотности заряда создает электрическое поле, которое вызывает ток, стремящийся восстановить электронейтральность. Из-за инертности носители "проскакивают" положение равновесия, что и приводит к коллективным колебаниям. Для частиц размером в несколько нм возбуждение SPR происходит с помощью видимого света. Для возбуждения объемного плазмонного резонанса требуется гораздо большая энергия света, Е = 6-9 эв. Свободные электроны под действием света начинают колебаться, создавая поверхностные электромагнитные (ЭМ) волны плазмоны. Они генерируют ЭМ излучение, которое выделяется. Плазмонная частота зависит от формы и размера кластера. В отличие от наночастиц, в куске металла частота ЭМ излучения много больше плазмонной частоты. Обобщим процессы, происходящие при взаимодействии электромагнитного излучения с наночастицей металла: 1. Если на металлическую наносферу падает ЭМ волна с SP, то происходит возбуждение плазмонов на поверхности сферы. 2. Возбужденные поверхностные плазмоны, обладающие переменным дипольным моментом, в свою очередь излучают электромагнитную волну. 3. Поскольку колебания заряда, связанные с поверхностным плазмоном, затухают с превращением энергии колебаний в тепло, имеет место также поглощение энергии электромагнитной волны. 4