مطالعه ی ابتدا به ساکن تغییر مدهای پلاسمونی الماس تحت اعمال فشار از روش طیف افت انرژی

در این مقاله با استفاده از نظریه تابعی چگالی به بررسی رفتار و تغییرات بسامدهای پلاسمونی انبوهه ای ایجاد شده در بلور الماس تحت اعمال فشارهای هیدرواستاتیک در بازه ی 0 تا 100 گیگا پاسکال می پردازیم. علاوه بر این، خصوصیت اپتیکی دیگری نظیر ضریب بازتاب نیز محاسبه می شود. نتایج ساختار الکترونی، چگالی احتمال گذار و طیف افت انرژی نشان می دهند که با افزایش فشار هیدرواستاتیک تا 100 گیگا پاسکال علاوه بر باز شدن گاف انرژی، جابجایی برانگیختگی پلاسمونی تا حدود 4 الکترون ولت به انرژی های بالاتر در محدوده ی فرابنفش نزدیک اتفاق می افتد. این در حالی است که با افزایش فشار، طول عمر پایداری پلاسمون ها از طریق تولید زوج الکترون-حفره، کاهش می یابد. این مطالعه نشان می دهد که تغییر در تمام ویژگی های اپتیکی الماس از جمله تابش های دسته جمعی پلاسمونی از طریق دستکاری و کنترل تابع دی الکتریک توسط محرک های خارجی نظیر فشار مکانیکی امکان پذیر می باشد.

First principle study of the modulation of plasmon modes in diamond crystal under pressure through energy loss spectrum

In this paper, by using first principle method we address the variation of bulk plasmon frequencies of diamond crystal underlying hydrostatic pressure in the rang 0100 GPa. Further, optical properties such as reflectivity coefficient is also calculated. Based on electronic structure, density of transition probability and electron energy loss function, results show that by increasing the pressure to 100 GPa, plasmon excitation shifts to higher energies about 4 eV in the near ultraviolet regime along with increasing the electronic band gap. That is while enhancing the pressure would reduce the plasmon lifetimes via the formation of electronhole pair. Our finding shows that the modulation of all optical features such as collective plasmonic excitations are possible by manipulation and control of dielectric function by external probes such as pressure.