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Microscale Heat Transfer Transduced by Surface Plasmon Resonant Gold Nanoparticles

材料科学 辐照 胶体金 纳米颗粒 传热 热流密度 表面等离子共振 激光器 表面等离子体子 连续波 热传导 等离子体子 局域表面等离子体子 微尺度化学 纳米技术 光电子学 光学 热力学 复合材料 物理 核物理学 数学教育 数学
作者
D. Keith Roper,Wonmi Ahn,Michael P. Hoepfner
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:111 (9): 3636-3641 被引量:1469
标识
DOI:10.1021/jp064341w
摘要

Visible radiation at resonant frequencies is transduced to thermal energy by surface plasmons on gold nanoparticles. Temperature in ≤10-μL aqueous suspensions of 20-nm gold particles irradiated by a continuous wave Ar+ ion laser at 514 nm increased to a maximum equilibrium value. This value increased in proportion to incident laser power and in proportion to nanoparticle content at low concentration. Heat input to the system by nanoparticle transduction of resonant irradiation equaled heat flux outward by conduction and radiation at thermal equilibrium. The efficiency of transducing incident resonant light to heat by microvolume suspensions of gold nanoparticles was determined by applying an energy balance to obtain a microscale heat-transfer time constant from the transient temperature profile. Measured values of transduction efficiency were increased from 3.4% to 9.9% by modulating the incident continuous wave irradiation.
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