Theory of Electromagnetic Wave Transmission through Metallic Gratings of Subwavelength Slits
我们提出的FDTD计算光和其他电磁波通过周期性阵列的狭缝在金属板的传输。结果表明，共振，频率依赖，透射率峰值的亚波长宽度的狭缝，可以达到一个因素的10相对于那些出共振。虽然我们的结论同意与以前的工作由Lezec和硫方面的增强和缺乏贡献的金属表面的表面等离子体激元的这种效果，我们从一个理论，处理新兴的光束瑞利异常的光栅，并与法布里-珀罗共振的穿孔板被认为是一个有效的介质的解释。
2007-04-17 cond-mat.mes-hall
Interaction of terahertz electromagnetic field with metallic grating: Near-field zone
我们已经建立了太赫兹辐射与亚波长金属光栅相互作用的理论。研究了金属光栅下电磁波的近场电场结构。得到了透射波通过光栅时的电场分量和电场能量密度的空间分布。已经检测到强的局部增强的电场的效果。分析了近场区透射波偏振的空间依赖性。
2012-06-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Effective Medium Response of Metallic Nanowire Arrays with a Kerr-type Dielectric Host
我们推导了一个有效介质模型来描述金属纳米线阵列的宏观电磁响应嵌入在一个主介质与克尔型非线性介电常数函数。结果表明，宏观电磁场耦合到纳米线中的传导电流和一个额外的准静态电位通过一个系统的非线性方程。我们证明，弱的非线性导致电磁响应更接近于一个不确定的介质，并增加了双曲性的等值线。当纳米线嵌入自聚焦克尔介质中时，在高场强下空气纳米线材料界面处的电磁波的负折射增强。
2013-03-30 cond-mat.mes-hall
Electromagnetic interaction between a metallic nanoparticle and surface in tunnelling proximity modelling and experiment
我们模拟的局域表面等离子体共振的Au纳米粒子内的Au衬底的隧道附近，并表明，模式可以确定与负责从扫描隧道显微镜的光发射。相对于孤立的纳米粒子的模式，这些模式显示出显着的红移，进一步延伸到红外线的半径增加，主要是由于邻近诱导的有效体等离子体频率的降低。场增强因子的空间映射示出了场的振荡变化，在介电基板的情况下不存在;还示出了模式的局部化程度，以及因此电磁可实现的分辨率主要取决于纳米颗粒半径，仅对波长具有弱依赖性。
2009-07-01 cond-mat.mes-hall
Power-law/exponential transport of electromagnetic field in one-dimensional metallic nanoparticle arrays
基于耦合偶极分析和时域有限差分模拟，我们研究了一维金属纳米颗粒链中的表面等离子体激元传输。我们的系统研究表明，局域等离子体激元激发和晶格集体行为之间的相互作用，导致两个阶段（I和II）的不同的电磁（EM）场输运性质。在第一阶段，电磁场衰减遵循幂律。在第二阶段，电磁场在短距离范围内呈指数衰减，在长距离范围内呈幂律衰减。此外，在长的传播距离，普遍的幂律指数已被发现。这两种不同的电磁场传播行为可以通过调节激励场的参数和/或NP链的参数来相互转换。我们所发现的电磁场输运机制在设计具有强场约束和有效场/能量传输的等离子体波导中非常有用，这在集成纳米光子电路中具有重要的应用。
2018-02-11 cond-mat.mes-hall
Full Hydrodynamic Model of Nonlinear Electromagnetic Response in Metallic Metamaterials
近年来，金属超材料的应用引起了极大的兴趣。超材料在光学范围内的电磁行为通常以局部线性响应为特征。在这篇文章中，我们开发了一个有限差分时域（FDTD）的解决方案的流体动力学模型，描述了金属中的自由电子气体。扩展超出本地线性响应，流体动力学模型，使非本地和非线性之间的相互作用的数值研究电磁波和金属超材料。通过明确地施加电流连续性约束，所提出的模型是在一个自洽的方式解决。利用Maxwell流体动力学FDTD模型，首次证明了高次谐波产生的电荷、能量和角动量守恒定律。该模型产生的非线性光学响应的复杂的金属异向材料的各种波形照射。因此，多物理场模型为表征和设计非线性纳米器件提供了独特的机会。
2016-10-30 cond-mat.mes-hall physics.class-ph physics.comp-ph
Measurement of Aharonov-Bohm oscillations in mesoscopic metallic rings in the presence of high-frequency electromagnetic fields
我们报告的Aharonov-Bohm振荡在正常的金属环在高频电磁场的存在下测量。当场致退相干速率τ_ac^（-1）大于在无外场条件下测量的本征退相干速率τ_o^（-1）时，退相干时间尺度τ_phi（P）的幂次依赖性与预期的与P^（-1/5）成比例的幂次律τ_phi很好地吻合。正如理论上所预期的那样，当τ_ac^（-1）<= τ_o^（-1）时，我们观察到场致退相干的下降。τ_phi的频率依赖性在特征频率ω_（ac）=1/τ_（o）处显示出振荡幅度的最小值，其中τ_（o）是使用标准介观理论从振荡幅度计算的。振荡幅度的抑制和伴随的电导率的变化允许直接测量固有的退相干时间尺度。
2008-03-05 cond-mat.mes-hall
Electromagnetic evanescent field associated with surface acoustic wave: Response of metallic thin films
The University of Tokyo（东京大学）；Japan Atomic Energy Agency（日本原子力机构）；RIKEN Center for Emergent Matter Science（理化学研究所新兴物质科学中心）；Kyoto University（京都大学）；Nagoya University（名古屋大学）
研究表面声波伴随的电磁场，揭示金属薄片中电场和磁场的衰减特性及相位变化，不采用静电近似。
2026-03-24 cond-mat.mes-hall
Understanding the electromagnetic response of graphene/metallic nanostructures hybrids of different dimensionality
等离子体激元激发，如表面等离子体激元（SPP）和石墨烯等离子体激元（GP），携带大动量，因此能够限制电磁场到小尺寸。这种特性使它们成为亚波长光学控制和纳米级操作的理想平台。如果金属-绝缘体-金属和石墨烯-绝缘体-金属的方案分别用于SPP和GP，则这些等离子体激元的动量甚至进一步增加。然而，由于动量如此之大，它们的远场激发变得具有挑战性。在这项工作中，我们考虑石墨烯和金属纳米结构的混合物，并研究远场光与支持的高动量等离子体激元模式相互作用背后的物理机制。虽然GP和SPP的性质有一些相似之处，但由于两者都是等离子体极化激元类型，因此它们的物理性质也明显不同。对于GP，我们发现两种不同的物理机制，要么GP局限于隔离腔，或大面积集体光栅耦合器。引人注目的是，我们发现，虽然这两个系统在概念上是不同的，在特定的条件下，他们可以表现出类似的。通过将相同的研究应用于SPP，我们发现了不同的物理行为，这从根本上源于SPP与GP相比的不同色散关系。此外，这些混合物产生大的场增强，也可以电调谐和调制，使它们成为各种等离子体器件的理想候选者。
2020-06-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Visible quantum plasmonics from metallic nanodimers
我们报告的理论证据表明，散装非线性材料弱相互作用的高度本地化的等离子体模式在超亚波长金属纳米结构可以导致在可见光范围内的单等离子体水平的非线性效应。特别是，在这样的系统中的两个等离子体相互作用能量的数值估计是可比的典型的等离子体线宽。因此，局部表面等离子体预测表现出纯粹的非经典行为，这可以清楚地确定从相干电磁激励下的量子化等离子体场散射的信号中的亚泊松二阶相关。我们明确表明，系统敏感的单等离激元散射可以实验实现相结合的电磁约束在间隙区域的金纳米二聚体与当地的渗透或沉积的普通非线性材料。我们还提出了配置，可以允许现实地检测到这样的效果与国家的最先进的技术，克服了由短等离子体激元寿命的限制。
2016-10-03 cond-mat.mes-hall
Scattering of electromagnetic waves from a cone with conformal mapping: application to scanning near-field optical microscope
我们研究了一个圆锥形的金属表面的外部电磁场（EM）的响应表示的领域在基函数包含可积奇点在锥尖。利用圆锥与圆盘之间的保角变换，得到了一个快速解析解。我们将我们的计算应用于基于散射的扫描近场光学显微镜（s-SNOM），并成功地量化了均匀样品上振动金属针尖的弹性光散射。我们发现，场致电荷分布包括在尖端和基地的本地化条款和一个扩展的散装条款沿身体的圆锥远离尖端。在最近的s-SNOM实验中，在可见-IR范围（600 nm- 1 $μm$）的基波被发现是远远大于高次谐波，而在太赫兹范围（$100 μm-3mm$）的基波变得可比的高次谐波。我们发现，本地化的尖端电荷占主导地位的贡献，高次谐波和变得更大的太赫兹实验，从而提供了一个直观的理解的起源近场信号。我们证明了我们的方法的应用程序通过提取一个二维的有效介电常数映射从有限的金属盘的S-SNOM图像，其中的变化来自于由EM场引起的电荷密度。
2018-01-25 cond-mat.mes-hall
Dielectric response and novel electromagnetic modes in three-dimensional Dirac semimetal films
利用Kubo形式，我们计算了块体的局部动态电导率，即，三维（3D）、狄拉克半金属（BDS）。我们得到，在频率低于费米能量的金属在BDS膜的响应表现在表面等离子体激元的存在下，但在较高的频率的介电响应占主导地位，它发生的BDS膜的行为作为一个介质波导。在这个介电制度，我们预测的BDS膜内的新的电磁模式，在石墨烯中的横向电波的3D模拟的存在。我们还发现，介电响应表现为广角通带的中红外（IR）透射光谱入射到BDS薄膜，这可以用于无干扰的全向中红外滤波。系统的费米能级的调谐允许我们在金属和介电制度之间切换，并改变预测模式的频率范围。这使得BDS成为光子学和等离子体的有前途的材料。
2016-06-10 cond-mat.mes-hall
Hot electrons and electromagnetic effects in the broadband Au, Ag, and Ag-Au nanocrystals: The UV, visible, and NIR plasmons
研究单金属和双金属纳米棒（特别是核壳Au-Ag纳米棒）中热电子产生及相关电磁效应，提出描述双金属纳米结构热电子产生的新量子形式论，发现紫外等离激元处热电子产生率高且适用于碳燃料反应，为传感、光催化等领域的应用奠定基础。
2024-01-01 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Magnetostatic field noise near metallic surfaces
我们开发了一个有效的低频理论的电磁场与热物体的平衡。目的是计算接近金属微结构的热磁噪声谱。我们专注于材料响应的极限，其特征在于电导率。在空的空间和金属微结构之间的边界处，介电函数中发生大的跳跃，这导致由热电流波动产生的低频磁场的部分屏蔽。我们解决了两种方法之间的差异，在过去使用的计算接近微结构材料的磁场噪声谱。
2005-07-05 cond-mat.mes-hall
Generating electromagnetic modes with fine tunable orbital angular momentum by planar topological circuits
由介电常数和磁导率的周期性排列以及谐振器阵列制成的超材料可以提供传统材料中没有的光学特性，例如可以用于实现超透镜和隐身的负折射率。开发具有更丰富的电磁（EM）特性和更宽的工作频带的新的更简单的结构是快速的基于光的信息传输和信息处理的高度需求。在目前的工作中，我们提出了理论上的蜂窝结构的LC电路与短程纹理的电感可以产生一个拓扑光子态伴随着反转的p-和d-轨道之间的EM模式携带光学轨道角动量（OAM）。在微波频率下，我们在平面微带中实现了拓扑光子态。平面微带是一种底部金属衬底、中间介质膜和顶部金属条的三明治结构，金属条的宽度为六边形。通过精确测量电磁场的振幅和相位，我们证明了从线极化偶极源发射的拓扑界面电磁波根据OAM的符号在相反的方向上传播，并且通过在拓扑带隙中扫描频率可以精确地调节p轨道和d轨道类电磁模式的相对权重，这在其他光子系统和凝聚态系统中是很难实现的。在一个简单而容易制造的结构中实现拓扑光子态，目前的工作揭示了一个新的方向，产生和操纵EM模式具有丰富的内部自由度，可用于各种应用。
2018-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Coupling theory of emergent spin electromagnetic field and electromagnetic field
在铁磁金属中，sd交换作用会产生一个耦合到传导电子自旋的有效电磁场。我们研究如何这个有效的场，自旋电磁场，与普通的电磁场相互作用的路径积分形式主义的基础上推导出一个有效的哈密顿量。结果表明，主导耦合项是电场和自旋规范场的乘积。这个术语描述了自旋转移效应，如前所述。电场也耦合到自旋电场，但这种贡献小于在低频区的自旋转移贡献。磁场耦合到自旋磁场，这种相互作用表明了在均匀磁场下非常弱的金属铁磁体中的一种有趣的内在阻挫机制。我们还提出了一个电压产生机制，由于非单色自旋波激发的非线性效应。
2014-06-19 cond-mat.mes-hall
Coherent control near metallic nanostructures
我们研究了金属纳米结构附近的相干控制。与气相或液相控制的情况不同，金属纳米结构中电子的集体响应可以显著增强控制场的不同频率分量。这种增强强烈地依赖于纳米结构的几何形状，并且可以基本上修改局部控制场的时间分布。利用线性响应理论研究了纳米结构附近控制场的振幅和相位的变化。考虑并求解了寻找外部电磁场以产生所需局部控制场的反问题。
2008-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Excitation of localized graphene plasmons by a metallic slit
在本文中，我们表明，石墨烯表面等离子体激元可以激发时，电磁波包撞击在一个单一的金属狭缝覆盖的石墨烯。在吸收光谱中的特征峰揭示了在狭缝上局部化的等离子体激元的激发。它示出的峰的位置可以调谐由石墨烯掺杂水平或由填充狭缝的材料的介电函数。当狭缝填充有分析物时，整个系统形成等离子体传感器的基础。
2019-06-25 cond-mat.mes-hall
Ensembles of plasmonic nanospheres at optical frequencies and a problem of negative index behavior
金属纳米颗粒阵列支持个体和集体等离子体激元激发，这有助于各种超材料中的不寻常现象，如表面增强拉曼散射，异常透明度，负折射率和亚波长分辨率。我们已经研究了电磁响应的双克朗的晶格和薄膜包含多达三个单层的金属纳米球。开立方Kron晶格表现出“软”电磁响应，但没有负折射率行为。紧密排列的阵列表现类似：在某些波长下有等离子体共振和非常高的透射率，这些波长远大于粒子之间的间隔，以及“软”磁响应，具有小但正的有效折射率。通过实验来验证这些预测将会很有趣。
2007-01-09 cond-mat.mes-hall
Magnetic-field-assisted transmission of THz waves through a graphene layer combined with a periodically perforated metallic film
我们考虑一个石墨烯片封装在一个二维的金属光栅和基板（$\mathrm{Al_{2}O_{3}}$），并受到外部磁场（法拉第配置）。该光栅由一个薄的完全导电的金属膜穿孔与二维周期性阵列的方孔。根据我们的计算，与裸石墨烯相比，在这种情况下，透射波的法拉第旋转角和磁性圆二色性的光谱应该会发生显着变化。我们解释这种增强的石墨烯磁等离子体激元的激发，伴随着通过结构的电磁波的传输。研究结果对太赫兹光电子学的应用，如可切换旋转偏振器和光隔离器等具有重要意义。
2017-10-16 cond-mat.mes-hall
Fano Resonance Induced Anomalous Collective Hotspots in Metallic Nanoparticle Dimer Chains
在金属纳米结构中，由于局域表面等离子体激元（LSP）而产生的具有强近场的热点具有各种应用，例如表面增强拉曼散射（SERS）。周期性金属纳米结构中LSP之间的长程库仑耦合可能导致有趣的集体效应。本文研究了一维金属纳米粒子二聚体链中局域场增强和集体等离子体共振的联合效应。研究发现，间隙中强的近场和金属纳米颗粒间的远场相互作用导致了具有电磁场双重增强的反常集体热点。特别地，入射场和感应内场之间的干涉导致了Fano型效应，伴随着Wood反常相关的相消干涉和宽度极窄的强共振。我们的系统研究表明，局域结构和全局结构之间的相关性对聚集点有重要影响，当入射场极化方向平行于二聚体长轴时，二聚体的最佳取向（相对于链方向约60°）可获得最大的能隙场增强.
2016-02-16 cond-mat.mes-hall
Interaction of the Electromagnetic p-Wave with Thin Metal Film in the Field of Resonant Frequencies
结果表明，薄金属膜的厚度不超过皮肤层的厚度，该问题允许解析解。在谐振频率范围内，分析了透射系数、反射系数和吸收系数对电磁波的依赖关系。依赖于螺距角，层的厚度和镜面反射的系数和有效的电子碰撞频率进行。推导出了利用可观测的谐振频率非接触地确定（计算）薄膜厚度的公式。
2011-01-07 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Reversing non-local transport through a superconductor by electromagnetic excitations
在纳米尺度上连接到普通金属电极的超导体提供了非局部纠缠电子对的潜在来源。这种状态是由于库珀对分裂成两个自旋相反的电子隧穿到不同的引线中而产生的。在实际系统中，这些过程的检测受到引线之间的单个电子的弹性传输的阻碍，产生对非局部电导的相反贡献。在这里，我们表明，超导体上的电磁激发可以发挥重要作用，改变这两个过程之间的平衡，导致一个占主导地位的另一个取决于这些激发的空间对称性。这些发现可以理解一些有趣的最近的实验结果，并打开了通过适当的实验几何设计来控制通过超导体的非局域输运的可能性。
2006-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
