Математические модели анализа квантовых эффектов плазмонных наноструктур на основе численно-аналитических методов

Цель проекта состоит в разработке и компьютерной реализации математических моделей квантовой наноплазмоники на основе численно аналитических методов. Реализованные компьютерные модели позволят не только проводить анализ оптических свойств плазмонных структур, но и решать задачи синтеза устройств с "оптимальными" характеристиками, с учетом квантовых эффектов таких, как эффект пространственной дисперсии и туннельный эффект. При построении компьютерных моделей мы планируем использовать теорию Обобщенного нелокального отклика, которая позволяет учитывать, как возникновение продольных полей в плазмонном материале, так и наличие дополнительного граничного условия, обеспечивающего единственность решения граничной задачи.На основе метода дискретных источников и метода интегральных уравнений в рамках квазиклассической теории Максвелла с учетом квантовых эффектов, возникающих в плазмонных материалах, будет разработан и реализован ряд математических моделей, включая модель биметаллической слоистой наночастицы, состоящей из плазмонных материалов, и модель гибридной частицы, состоящей из полупроводникового ядра и наноразмерного слоя плазмонного материала.Будет проведено уточнение теории обобщенного нелокального отклика на случай динамического коэффициентом диффузии D, то есть тот случай, когда коэффициент диффузии зависит от длины волны внешнего поля. Будет проведен численный эксперимент по оценке влияния данной модификации теории на оптические характеристики плазмонных наночастиц.