钠原子连接C60富勒烯二聚物的等离激元研究

"钠原子连接的C60富勒烯二聚物的等离激元激发" 本文主要探讨了由钠原子连接的C60富勒烯二聚物的等离激元激发现象，这是基于含时密度泛函理论（Time-Dependent Density Functional Theory, TDDFT）的研究。C60富勒烯是一种由60个碳原子组成的球形分子，其独特的结构和电子性质使其在材料科学和纳米技术中具有重要应用。当两个C60分子通过钠原子连接形成二聚体时，它们的电子系统会发生显著变化。 在红外光谱区域，这种二聚体展现出等离激元共振，即电子集体振荡的现象。这种共振是由钠原子与C60分子间的相互作用引起的。随着C60分子之间的距离变化，等离激元的特性也有所改变。当分子间隙增大时，等离激元表现出多极共振模式，主要由C60分子间的电容性相互作用导致。而在分子间隙较小的情况下，电子隧穿效应开始显现，这使得中红外光谱区的等离激元转变为近红外光谱区的另一种共振模式。 这种转变的机制是长程电荷转移激发模式与多极共振模式的耦合。长程电荷转移是指电子在分子间非局域性的跃迁，而多极共振则涉及到分子电荷分布的多个极化状态。通过调整分子间距，可以调控这两种模式的相对权重，从而实现对等离激元特性的精确控制。 文章指出，这种钠原子连接的C60富勒烯二聚物的等离激元响应对于理解分子尺度上的光子-物质相互作用至关重要，并且可能对设计新型光学材料、纳米光子器件以及太阳能转换设备等有深远影响。此外，该研究还为探索其他金属-富勒烯复合物的电子性质提供了理论基础和技术手段。 关键词：原子与分子物理学；等离激元；含时密度泛函理论；C60富勒烯二聚物 该研究的发现对于深入理解纳米尺度下材料的光学性质，特别是金属与富勒烯结合后产生的新奇物理现象，具有重要的理论价值和实际意义。未来的研究可能会进一步探索更多金属与富勒烯或其他分子的复合结构，以期发现更多潜在的应用。