在偶极子近似下,形状不重要,但模拟过渡金属衬底时,接近100纳米的纳米结构和外加激发场的几百纳米相比,形状不可不计,所以现在发模拟的文章,多种形状,比如三角形,正方形,多面体都可见,和plamo
ic模拟一结合,又是一个热点。任意形状的纳米结构的模拟要用到DDA,离散偶极子近似。当纳米结构的尺寸变大时,高阶矩的影响开始显现,由于高阶矩的定域性,导致放大的效率变低,所以当尺寸超过100纳米之后,增强效果变差。完整的电动力学计算可以包含纳米结果间的互作。详见Moskovits1985年的review。(我好多没看懂)EM模拟的问题在于,1介电常数,其实不仅是频率的函数,还和纳米结构的尺度有关,因为纳米体系属于介观系统mesoscopic,其特性介于原分子和体材料bulkmaterial之间,据试验报道,当金纳米粒子的尺度小于2纳米时,其SPR峰间消失,确切的说是,展宽到无法辨认,大约50纳米时出现尖锐PSR峰,当粒子减小,峰逐渐展宽,到大约2纳米时完全消失,原因是mott相变,金从导体表为半导体,随着尺寸减小,达到电子自由程尺度,电子被多次散射,电导急剧增大,SP消失。一般认为当金属纳米粒子的尺寸小于10纳米时,其介电常数就不能再用体材料的参数而需要修正了。2分形的影响,实际的表面,即使你能很好的模拟各个纳米结构,纳米粒子的排列方式,即分形又是一大问题。这种问题在其他领域里也曾遇到,比如,用有效
f介质模型EMT由于percolatio
而失效。即使是在规则排布的金属NP衬底上,分形也是存在的,因为,无论NP是用何种方式合成,其生长过程,比如ostwaldripe
i
g或者三种薄膜生长模型VW,FM,SK,都不可避免的引入分形结构,比如,用HRTEM观察单分散NP的表面,一般都有精细结构,假如存在若干原子规则堆积的高级晶面cluster,问题就来了这些结构是优先的吸附位,电磁场超级放大器,高催化活性位,前两个角色影响增强因子的测定,后者可能在测谱过程中光解吸附分子,造成谱的不稳定,当然也影响增强因子的测定。为了尽可能减小此类分形结构的影响,一般要求生长过程尽可能的缓慢。分形的第二大影响在于其时间上的涨落很大,原则上需要含时性描述。3计算规模,典型表面上NP数目很大,如何权衡计算成本和模拟结构。总之,纳米结构形貌各异,分形分布,故模拟随机分布的SERS表面如ORC衬底表面,蒸镀,腐蚀表面以及聚集金属胶体几乎是不可能的任务,这也是需要规则排列,单分散金属纳米粒子衬底的原因。32化学增强理论CHEM电磁增强论里r