Polymorphic transition in p-dihlorbenzol nanoparticles
实验获得了对二氯苯纳米粒子的低频拉曼光谱。借助电子显微镜测定纳米颗粒尺寸。发现在70 nm处的晶格振动谱中出现了α-对二氯苯并[a]和β-对二氯苯结构的合成谱。这与用分子动力学计算的纳米颗粒结构和用Dyne方法计算的晶格振动谱直方图一致。
2010-04-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Phonons in a Nanoparticle Mechanically Coupled to a Substrate
孤立的纳米级固体的振动模式的离散性质显着修改其低能量电子和声子动力学从大块晶体。然而，纳米晶体通常耦合-即使只有微弱的-到由其他纳米晶体，支持矩阵，或固体衬底组成的环境，这种环境相互作用将修改在低频的振动特性。在本文中，我们研究了绝缘球形纳米粒子的振动模式的修改所造成的弱{ \it机械}耦合到一个半无限衬底。体衬底的声子充当谐振子的浴，并且与该储层的耦合移动并加宽纳米颗粒的模式。通过求解声子传播子的Dyson方程得到了纳米粒子的振动态密度，我们发现环境相互作用在低频下尤其重要。作为一个探针的修改的声子谱，我们考虑非辐射能量弛豫的本地化的电子杂质态的纳米粒子，与实验的良好协议。
2002-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Torsional optomechanics of a levitated nonspherical nanoparticle
真空中的光悬浮纳米粒子是一种用于宏观量子力学传感和研究的典型光机系统。虽然它的质心运动已被深入研究，其扭转振动仅在有限的情况下进行了理论研究。在这里，我们报告的第一个实验观察的扭转振动的光学悬浮非球形纳米粒子在真空中。我们利用光子的自旋角动量和非球形纳米粒子的扭转振动之间的耦合来实现这一点，纳米粒子的极化率是一个张量。扭转振动频率可以比其质心运动频率高一个数量级，这对于基态冷却是有希望的。我们提出了一个简单而新颖的方案，利用线偏振的高斯腔模来实现其扭转振动的基态冷却。真空中悬浮的非球形纳米颗粒也将是超灵敏的纳米级扭秤，在现实条件下具有$10^{-29} ~\mathrm{N}\cdot \mathrm{m}/\sqrt{\mathrm{ Hz}}$量级的扭矩检测灵敏度。
2016-08-13 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
New explanation of Raman peak redshift in nanoparticles
在这封信中，我们提出了一个新的模型，解释拉曼峰下移观察到的纳米粒子相对于散装材料。该模型考虑了纳米粒子振动光谱的离散性。对于具有立方晶格的晶体（金刚石、硅、锗），我们给出了拉曼峰位置的位移与纳米颗粒尺寸之间的关系。该模型不包括任何不确定的参数，不像传统使用的声子约束模型（PCM），并可以用于明确的纳米颗粒尺寸估计。
2016-01-30 cond-mat.mes-hall
Unified Finite-element Model for Transient Absorption and Raman Scattering of Vibrating Noble Metal Nanoparticles
本文基于 COMSOL Multiphysics 建立统一有限元模型，同时模拟贵金属纳米粒子的瞬态吸收与拉曼散射光谱，并通过多种金、银纳米结构验证其拟合与模式分析能力。
2024-06-18 cond-mat.mes-hall
Spectroscopy of vibrational modes in metal nanoshells
我们研究了具有介电核的金属纳米颗粒的振动模式的光谱。振动模式由激光激发后发生的粒子晶格的快速加热激发，并且可以通过泵浦-探测光谱作为瞬态光谱的相干振荡来监测。在纳米壳中，两个金属表面的存在导致与固体颗粒相比基本上不同的声振动能谱。我们计算了纳米壳振动模的能谱和阻尼。基本呼吸模式的振子强度比固体纳米颗粒中的振子强度大。同时，在非常薄的纳米壳中，基模由于瞬时能量转移到周围介质而过阻尼。
2006-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant mid-IR resonant coupling to molecular vibrations in sub-nm gaps of plasmonic multilayer metafilms
能够限制光的纳米材料对于增强光谱学例如拉曼散射、红外吸收和非线性光学过程是期望的。等离子体超晶格已经显示出在中红外线中承载集体共振的能力，但需要严格的制造工艺来创建良好有序的结构。在这里，我们演示了如何短程有序的金纳米粒子多层镜，自组装的亚纳米分子间隔，支持集体等离子体极化激元共振在可见光和红外线，连续可调超过11 $μ$ m通过简单地改变纳米粒子的大小和层数。由此产生的分子等离子体激元系统接近振动强耦合，并显示巨大的Fano倾角强度，SEIRA增强因子~10 $^6$，轻物质耦合强度g~100 cm $^{-1}$，Purcell因子~10 $^6$，模体积压缩因子~10 $^8$。集体等离子体激元极化激元模式对纳米颗粒空位无序是高度鲁棒的，并且通过由分子间隔物限定的一致的间隙尺寸来维持。结构无序有效地将光耦合到多层膜和镜子之间的间隙中，从而实现亚皮升样品体积的拉曼和红外传感。
2022-06-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Simple model for the vibrations of embedded elastically cubic nanocrystals
本工作的目的是计算嵌入各向同性基体中的弹性各向异性球体的振动模式。这对于理解嵌入玻璃基质中的纳米颗粒的低频拉曼散射光谱具有重要的应用。首先，我们发现自由球的某些低频振动模式几乎与弹性常数的一种组合无关。然后利用这一点来获得这些模式的各向同性近似，从而能够考虑周围的各向同性矩阵。这种方法，然后用于量子解释最近的光谱的金和铜纳米晶体的玻璃。
2010-09-10 cond-mat.mes-hall
Temperature dependence of plasmon resonances in spheroidal metal nanoparticles
在动力学理论的框架下，研究了电子温度对金属纳米粒子（MN）在表面等离子体电子振动激发下的光吸收和散射的影响.导出了有限温度下电子气的电导率和极化率张量的计算公式。详细研究了球形MN的电导率和表面等离子体共振的半宽度。根据MN的尺寸，光吸收和散射的效率随温度的变化进行了研究。特别地，发现吸收效率可以随着温度下降而增加和减少。推导出的公式使它能够解析计算各种光学和输运现象的MN嵌入在任何介质中的任何球形形状。
2013-11-22 cond-mat.mes-hall
Size dependent Acoustic Phonon Dynamics of CdTe0.68Se0.32 Nanoparticles in Borosilicate glass
采用弹性连续介质模型和固定边界条件，用两种不同的方法计算了CdTe 0.68Se 0.32纳米颗粒在硼硅酸盐玻璃中的低频声振动和声子线宽.介质的存在显著影响声子峰，导致模式展宽。发现线宽与尺寸成反比，与实验报道的结果相似。计算了阻尼时间和品质因数。皮秒量级的阻尼时间随着尺寸的减小而减小。l=2简正模的高品质因数值表明该模式的能量损失较小。
2009-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman Energy Density (RED) in the Context of Acousto-Plasmonics
元激发之间的相互作用从一个基本的方面和新的应用是非常感兴趣的。虽然等离子激元激子已被广泛研究，声学振动（声子）和局域表面等离子激元（LSP）之间的相互作用机制仍然是相当未知的。在这里，我们提出了一个新的理论框架的调查之间的相互作用的限制声振动和LSP参与共振声拉曼散射。我们在费米黄金法则的框架下描述了拉曼散射过程，并引入了拉曼能量密度（RED）的概念。类似于拉曼-布里渊电子密度（RBED）介绍了半导体，这个物理量被用来作为一个理论工具的解释共振拉曼散射介导的LSP在金属纳米粒子。RED表示在拉曼散射过程中激发并由纳米颗粒的声振动调制的电磁能量密度。我们发现，类似的LDOS和RBED，RED可以映射在近场区域，并提供了一个清晰的图片LSP和声振动之间的相互作用，引起非弹性散射可测量的远场。我们使用新引入的RED概念来研究弹性（和）各向同性效应，并提取嵌入在介电环境中的球形纳米颗粒的拉曼选择规则。
2022-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Lifetimes of Confined Optical Phonons and the Shape of a Raman Peak in Disordered Nanoparticles: I. Analytical Treatment
通过发展无序致光振动本征模展宽理论，实现了非极性晶体纳米粉末拉曼光谱的微观描述。对这个问题进行了分析处理，并将线形和宽度确定为声子量子数、纳米颗粒形状、尺寸和无序强度的函数。结果被发现是强烈依赖于加宽线是分开的，或者它是与其他线的光谱重叠。详细研究了三种无序模型，即弱点状杂质、弱光滑随机势和强稀有杂质。研究了形成声子-杂质束缚态的可能性。
2020-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent acoustic vibration of metal nanoshells
利用时间分辨泵浦探测光谱，我们进行了第一次调查的振动模式的金纳米壳。由飞秒泵浦脉冲发射的基本各向同性模式表现为在纳米壳表面等离子体共振频率下探测的差分传输的明显时域调制。调制幅度明显更强，周期比相同整体尺寸的金纳米颗粒更长，与理论计算一致。这种独特的声学特征的纳米壳提供了一种新的和有效的方法来识别这些多功能的纳米结构和研究其机械和结构特性。
2007-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon-interference resonance effects in nanoparticles embedded in a matrix
我们报告了一个明确的声子共振效应源于锗纳米颗粒嵌入在硅矩阵。我们的方法的特点相结合的声子波包方法与原子动力学和有限元方法植根于连续介质理论。我们发现，多模声子共振，所造成的相干晶格波传播通过和周围的纳米粒子的相消干涉，引起急剧和显着的透射率下降，阻止了较低端的频率范围内的声子传输，几乎没有减少其他纳米结构。共振对声子相干长度敏感，即使相干长度大于颗粒直径，波包宽度的有限性也会减弱透射率下降。通过排列多个纳米颗粒，产生集体振动模式，可以进一步加强透射率下降。最后，它表明，这些谐振效应可以显着降低在较低的频率范围内的热导。
2017-12-02 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Effects of bond disorder and surface amorphization on optical phonon lifetimes and Raman peak shape in crystalline nanoparticles
从解析和数值两个方面研究了纳米粒子中的光学声子与原子间键的随机性。对于弱稀无序两个定性不同的制度，观察到分离和重叠的水平，类似的情况下，随机原子质量的调查。在更强和/或更密集的无序下，颗粒变得基本上不均匀，从而构成描述非晶相的极小模型，其中振动模式的图像变得更微妙。我们在这里集中在实验相关的情况下，位于粒子表面附近的强无序，并制定核壳模型，旨在描述粒子表面非晶化的普遍现象。我们观察到一种特殊的效应，体积光学声子“排斥”从无序壳层。它导致拉曼光谱的形式是来自纯粒子核的量子化模式的窄的良好分辨的峰（由于其有效的较小尺寸而红移）和来自主要位于主拉曼峰右侧的无序壳的噪声背景信号的组合。
2021-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Elimination of Extreme Boundary Scattering via Polymer Thermal Bridging in Silica Nanoparticle Packings: Implications for Thermal Management
我们对纳米晶系统中热传输的理解的最新进展负责将新技术集成到先进的能源系统中，包括热电制冷系统和可再生能源平台。然而，有一点了解的热能传输机制，管理无序纳米复合材料的热性能。在这项工作中，我们探讨了热传输机制在无序包装的无定形纳米粒子与和没有填充的间隙的聚合物，以量化的影响，在纳米粒子的边缘引入的热边界散射在一个已经无定形的系统和最小的热导率近似的上下文中。通过将修改的最小热导率模型拟合到从80 K到300 K的热导率的温度依赖性测量，我们发现间隙聚合物{ \it消除}无序纳米颗粒填充中的边界散射，这令人惊讶地导致无序纳米颗粒薄膜复合物的总热导率的{ \it增加}。这与我们对有效介质理论的预期和我们对最小导热系数极限的理解相反。相反，我们发现，一个僵硬的填隙材料提高了通过纳米粒子边界的热传输，提高无序纳米粒子包装的热性能。我们希望这些结果提供洞察无序固体，表现出已经低的热导率，通过使用纳米结构和振动热桥接的热性能的可调性。
2019-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Lifetimes of Confined Optical Phonons and the Shape of a Raman Peak in Disordered Nanoparticles: II. Numerical Treatment
数值研究了非极性晶体纳米颗粒中无序诱导的光学振动本征模展宽。以前用于治疗声子在无缺陷的粒子的方法进行调整，无序问题的数值评估。在广泛的杂质浓度和无序强度的形式，高斯和二元障碍以及表面的不规则性的缺陷进行了彻底的研究。对于稀的和弱的点状杂质，得到了声子能级分离和重叠的区域，证实了理论预测的线宽行为，交叉尺度落在几纳米的实际范围内。这些概念也适用于强稀杂质。政权和理论预测的交叉检查和识别，并讨论微小的差异。这里仅举几例：对于弱无序，线宽随声子量子数的增加比理论上慢，而对于强稀无序，共振展宽只有理论和数值之间的定性一致。数值计算发现的新现象是：“介观涂抹”的分布函数在合奏相同的无序粒子，拐点的线宽依赖于杂质浓度的轻“密集”的二元杂质，和位置依赖的能力强杂质赶上声子。结果表明，表面不规则性对声子谱线宽度的贡献小于体积无序性，并且它们的衰减速率随颗粒尺寸的增大而加快。本文的研究结果也适用于量子点和短量子线。
2020-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coupled oscillators model for hybridized optical phonon modes in contacting nanosized particles and quantum dot molecules
研究了纳米粒子接触对光学声子谱的影响。电介质和半导体粒子中的光学声子服从欧几里德度量Klein-Fock-Gordon方程和Dirichlet边界条件。后者是应该解决的数值流形的互穿球。有人建议，以取代这个问题与更简单的解决耦合振荡器模型（COM），其中一个振荡器是由于每个声子模式的粒子和粒子的重叠导致这些振荡器的外观与重叠体积成比例的幅度的额外的耦合。对于不太大的重叠，该模型描述了原始特征值问题的解决方案，具有良好的精度。特别是，它的工作超越各向同性的s模式，这已被证明为p模式的二聚体和四聚体。建议将COM应用于最近制造的二聚体纳米颗粒和量子点的描述。所得结果与纳米金刚石光学声子的动力学矩阵方法一致。后者被用来证明，范德华接触面的颗粒之间导致非常小的修改的光学声子谱，因此可以忽略不计，当讨论通过纳米粉末的振动激发的传播。还考虑了从拉曼光谱中区分二聚化和尺寸分布的单个颗粒的可能性。
2022-09-22 cond-mat.mes-hall
Giant optomechanical spring effect in plasmonic nano- and picocavities probed by surface-enhanced Raman scattering
本文利用等离激元纳米腔和皮腔的极端光限域增强光机械耦合，实现巨光弹簧效应，使分子键大幅软化，并驱动集体声子以控制可逆与不可逆化学过程。
2023-11-13 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Quantum theory of surface lattice resonances
University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；Northwestern University（西北大学）
本文提出量子光学理论描述纳米粒子周期结构的集体相互作用，探讨其与量子发射体的耦合及非线性效应，提供微观模型用于分析高Q因子的表面晶格共振。
2026-03-26 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Fermi resonance in the Raman spectrum of graphene
我们报告了在石墨烯的拉曼光谱中在1608 cm $^{-1}$处观察到的强烈异常峰，该峰与与石墨烯接触的铬纳米颗粒的存在相关。用电子束轰击表明，该峰与充分研究的D $'$峰不同，该D峰是在石墨烯中产生缺陷时出现的;发现新峰是非色散的。我们认为，铬原子与碳原子的键合软化了面外光学（ZO）声子模式，其泛音的频率降低到$2ω_{\rm ZO}\simω_{\rm G}$，其中$ω_{\rm G}$ =1585 cm $^{-1}$是拉曼活性E $_{\rm 2g}$模式的频率。因此，观察到的新峰归因于2 ZO模式，其在称为费米共振的机制之后变得拉曼活性。对石墨烯/Cr界面的振动和非谐性质的第一性原理计算支持这种情况。
2020-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
