A density functional theory was employed to calculate the permittivity of a AuCu intermetallic alloy, which was, in turn, used for Mie theory to evaluate the extiction property of a 100 nm alloy nanoparticle. The extinction of the AuCu intermetallic alloy nanoparticle was found to be quite distinct from that of the pure metal, either Au or Cu, nanoparticle. Intriguingly, the maximum extinction wavelength of the alloy nanoparticle was blue shifted by about 130 nm from that obtained with a linear combination of the permittivities of the two individual components. This case study suggests that controlling the optical properties of metal or alloy nanoparticles via permittvity tuning is possible, implying that the permittivity can serve as a new parameter, in addition to the well-known size and shape, in controlling plasmonic optical properties.

Keywords: Nanoparticle, Permittivity, Optical properties, Density functional

밀도범함수 이론을 이용하여 금속간 화합물 합금 AuCu의 유전율을 얻은 후, 이 합금 성분의 100 nm 나노 입자에 대한 소광 성질을 Mie 이론으로 계산하였다. AuCu 금속간 화합물 합금의 소광은 Au 또는 Cu의 순 금속 나노입자의 것과는 뚜렷하게 구분되었으며, 흥미롭게도 이 합금 나노 입자의 최대 소광 파장은 각 성분 유전율의 단순 선형 결합으로 계산된 최대 소광 파장으로부터 약 130 nm 청색이동되어 있음이 확인되었다. 본 사례 연구의 결과는 합금의 유전율 제어를 통하여 금속 계열 나노 입자의 광학 성질을 조절할 수 있음을 시사하며, 잘 알려져 있는 조절 변수인 크기 및 모양과 더불어 유전율이 플라즈몬에 기반한 광학 성질을 제어하는 새로운 변수가 될 수 있음을 의미한다.

Keywords: 나노입자, 유전율, 광학 성질, 밀도범함수