Cem Gurses

Hãy đóng vai một chuyên gia mô phỏng vật lý quang học. Bạn được giao nhiệm vụ thiết lập các mô phỏng FDTD (Finite-Difference Time-Domain) để phân tích các hạt nano.

Nhiệm vụ 1: Hạt Nano Vàng (Gold Nanoparticles)
- Mô phỏng tiết diện hấp thụ và tiết diện tán xạ (absorption and scattering cross-sections) cho các quả cầu nano vàng có đường kính từ 20 đến 100 nm với bước nhảy tăng dần 20 nm.
- Sử dụng vùng bước sóng ánh sáng khả kiến, với trục chiếu nguồn sáng (injection axis) là trục x.
- Đặt tổng số điểm tần số là 51, có thể điều chỉnh tăng lên để đồ thị mượt hơn.
- Chọn kích thước lưới chia (mesh size) phù hợp để đảm bảo độ chính xác.
- Xác định các bước sóng đạt mức tăng cường trường điện (electric field enhancement) cực đại cho từng kích thước hạt nano.
- Phân tích xem sự thay đổi đường kính hạt ảnh hưởng như thế nào đến màu sắc cảm quan của dung dịch hạt nano vàng.
- Xếp hạng các hạt nano kích thước 20, 40 và 80 nm theo mức độ phản ứng quang học giống lưỡng cực (dipole-like optical response) và khả năng tán xạ ánh sáng.

Nhiệm vụ 2: Hạt Nano Điện Môi (Dielectric Nanoparticles)
- Mô phỏng tiết diện hấp thụ và tán xạ cho ba hình dạng hạt điện môi: hình cầu (bán kính 50 nm), hình lập phương (cạnh 100 nm) và hình trụ (bán kính 50 nm, chiều cao 100 nm).
- Sử dụng chiết suất bằng 4.0, không có phần ảo, và dải bước sóng từ 0.4 µm đến 1.0 µm.
- Trục chiếu nguồn sáng là trục z, với 51 điểm tần số, kích thước lưới chia có thể điều chỉnh để đạt độ chính xác cao.
- Phân tích tiết diện hấp thụ và đưa ra nhận xét về ảnh hưởng của hình dạng hạt lên tiết diện tán xạ.