Метою роботи є дослідження взаємодії металевих наночастинок з електромагнітним випромінюванням в умовах плазмонного резонансу з можливістю їх подальшого використання в пристроях органічної електроніки, зокрема в сонячних елементах.Актуальність роботи обумовлена тим, що в останні роки шукається спосіб отримання дешевої та доступної електроенергії. Основним аспектом якої також є екологічність елементів з якої вона добувається. Перспективним напрямком для досліджень та отримання такої енергії є сонячні елементи з органічними напівпровідниками. Адже такі сонячні елементи можуть бути, ефективними в перетворюванні енергії, гнучкими, екологічними, та доступними. Головним напрямком таких досліджень є сонячні елементи на онові органічних напівпровідників з інкорпорованими частинками металу, а також процеси що відбуваються в середовищі напівпровідника та на поверхні частинок.У роботі використовуються: математичний апарат та методи класичної електродинаміки в електростатичному наближенні, метод кінетичного рівняння Больцмана в наближенні часу релаксації, метод скінченних різниць в часовій області.В дисертаційній роботі, під час проведення досліджень, було отримано низку нових та важливих теоретичних результатів:1. Спираючись на метод кінетичного рівняння, розраховано оптичну провідність металевих наночастинок сфероїдальної форми та залежність ширини лінії локалізованого плазмонного резонансу (ЛППР), від діелектричної провідності оточуючого середовищя для сферичних наночатинок Ag. Показано, що із зростанням радіусу сферичної наночастинки ширина лінії ЛППР суттєво зменшується і осцилює навколо певного розміру частинок.2. Проведене, методом скінченної різниці в часовій області (FDTD), чисельне моделювання оптичних характеристик органічних сонячних елементів (ОСЕ) на основі полі-3,4-етилендиоксітіофен:полістерол сульфонат з інкорпорованими наночастинками металів показало, що їх додавання в фоточутливий шар значно збільшує коефіцієнт поглинання світла коміркою при більших довжинах хвиль (від 600 нм). Наявність піків поглинання для Cu близько 829 нм, Au близько 625 нм, та Ag близько 726 нм вказує на наявність локалізованого повеневого плазмонного резонансу.3. Показано, що додавання металевих наночастинок (МНЧ) до світлочутливого шару органічного сонячного елементу (ОСЕ) посилює поглинання ними світла, і це залежить від форми та матеріалу МНЧ.4. Показано, що в металевих наночастинках, розміри яких менші за довжину вільного пробігу електрона в металевій наночастинці, оптична провідність і, відповідно, коефіцієнт поглинання світла стають тензорними величинами. Окрім того коефіцієнт поглинання світла (лазерного випромінювання) металевими наночастинками в умовах плазмонного резонансу, залежить від їх форми (через геометричні фактори), діелектричної проникності оточуючого середовища та тензора оптичної провідності металевої наночастинки.5. Розрахунки методом FDTD показують що, ЛППР, індукований наночастинками, не тільки підвищує ступінь поглинання світла, але й збільшує ступінь дисоціації екситонів, що виникають в фоточутливому шарі органічних напівпровідників під дією електромагнітного випромінювання. Продемонстровано, що при витягнутій формі частинок (міді, срібла, золота), коефіцієнт поглинання зменшується, в той час як, при дослідження круглих частинок або сплюснутих збільшується, притому можна розглядати приплюснуті частинки як кластери скупчень частинок.Одержані в роботі результати можуть бути використані при створенні нових функціональних матеріалів з наперед заданими властивостями для твердотільноїмікроелектроніки, технології напівпровідникового виробництва, конструювання органічних сонячних елементів. Зокрема, інкорпорування металевих наночастинок в фоточутливий шар на основі полімеру ПЕДОТ:ПСС дозволить помітно збільшити коефіцієнт корисної дії таких органічних сонячних елементів.Ключові слова: металеві наночастинки, поглинання, електромагнітне випромінювання, локалізований поверхневий плазмонний резонанс, електрони, плазмони, кінетичне рівняння, випромінювання^UThe purpose of the work is to study the interaction of metal nanoparticles with electromagnetic radiation under conditions of plasmon resonance with the possibility of their further use in organic electronic devices, in particular in solar cells.The relevance of the work is due to the fact that in recent years, a method of obtaining cheap and affordable electricity has been sought. The main aspect of which is also the environmental friendliness of the elements from which it is obtained. Solar cells with organic semiconductors are a promising direction for research and obtaining such energy. After all, such solar cells can be efficient in converting energy, flexible, ecological, and affordable. The main focus of such research is solar cells based on organic semiconductors with incorporated metal particles, as well as processes occurring in the semiconductor medium and on the surface of the particles.The work uses: the mathematical apparatus and methods of classical electrodynamics in the electrostatic approximation, the Boltzmann kinetic equation method in the relaxation time approximation, the finite difference method in the time domain.In the dissertation work, during the research, a number of new and important theoretical results were obtained:1. Based on the kinetic equation method, the optical conductivity of spheroidal metal nanoparticles and the dependence of the localized plasmon resonance (LPR) line width on the dielectric conductivity of the surrounding medium for spherical Ag nanowires were calculated. It is shown that as the radius of a spherical nanoparticle increases, the width of the LPPR line significantly decreases and oscillates around a certain particle size.2. Numerical modeling of the optical characteristics of organic solar cells (OSE) based on poly-3,4-ethylenedioxythiophene:polysterol sulfonate with incorporated metal nanoparticles showed that their addition to the photosensitive layer significantly increases the coefficient of light absorption by the cell at longer wavelengths (from 600 nm). The presence of absorption peaks for Cu around 829 nm, Au around 625 nm, and Ag around 726 nm indicates the presence of localized flood plasmon resonance.3. It has been shown that the addition of metal nanoparticles (MNPs) to the photosensitive layer of an organic solar cell (OSE) increases their absorption of light, and this depends on the shape and material of the MNPs.4. It is shown that in metal nanoparticles, the dimensions of which are smaller than the length of the free path of the electron in the metal nanoparticle, the optical conductivity and, accordingly, the light absorption coefficient become tensor quantities. In addition, the coefficient of absorption of light (laser radiation) by metal nanoparticles under plasmon resonance conditions depends on their shape (due to geometric factors), the dielectric constant of the surrounding medium, and the optical conductivity tensor of the metal nanoparticle.5. Calculations using the FDTD method show that nanoparticle-induced LPR not only increases the degree of light absorption, but also increases the degree of dissociation of excitons arising in the photosensitive layer of organic semiconductors under the action of electromagnetic radiation. It has been demonstrated that with the elongated shape of particles (copper, silver, gold), the absorption coefficient decreases, while when studying round or flattened particles, it increases, and flattened particles can be considered as clusters of particle clusters.The results obtained in the work can be used in the creation of new functional materials with predefined properties for solid-state microelectronics, semiconductor production technology, and the construction of organic solar cells. In particular, the incorporation of metal nanoparticles into the photosensitive layer based on the PEDOT:PSS polymer will significantly increase the efficiency of such organic solar cells.Key words: metal nanoparticles, absorption, electromagnetic radiation, localized surface plasmon resonance, electrons, plasmons, kinetic equation, radiation