Surface plasmon assisted magnetic anomalies on room temperature gold films in high-intensity laser fields
补充我们的STM和电子发射研究调查，在强激光场中的电子配对中得出结论[1]，进行了进一步的飞行时间电子发射研究，改变入射光的偏振角，激发表面等离子体振荡。已经发现，归因于电子配对的电子谱的那些部分在已经发现配对效应的80 GW/cm 2附近与在该区域之外（例如120 GW/cm 2）具有显著不同的角度依赖性。这些结果已被解释为外观的理想或部分理想的抗磁性，一方面，作为异常的磁光效应（旋转）的另一方面，在同一激光强度区域中的配对效应已被发现。
2015-06-01 physics.optics
Surface plasmon-mediated far-field emission of laser dye solutions
研究了亚波长槽金属光栅在罗丹明B和罗丹明19溶液中的角分辨反射和发射光谱。测量的反射和发射色散图分别揭示了表面等离子体激元的位置和强等离子体激元介导的发射增强。相同的光栅可以很容易地重复用于不同染料分子的表征。
2010-10-20 physics.optics
Room temperature tunable coupling of single photon emitting quantum dots to localized and delocalized modes in plasmonic nanocavity array
单光子源（SPS），特别是基于固态量子发射器的单光子源，是未来量子技术的关键要素。所需要的是宽带、高量子效率、室温SPS的开发，其也可以可调谐地耦合到光学腔，这可能导致全光量子通信平台的开发。在这方面，SPS与等离子体纳米腔阵列的确定性耦合由于表面晶格共振（SLR）的长传播长度和离域性质而具有很大的优势。在这些考虑的指导下，我们报告的实验在室温下可调耦合的单光子发射胶体量子点（CQD）本地化和离域模式的等离子体纳米腔阵列。使用时间分辨的光致发光测量孤立的CQD，我们报告显着的优势，SLR在实现更高的Purcell效应，尽管大的相移的CQD，值为~22和~ 6耦合到晶格和局域模式，分别。我们测量了耦合到这些模式的CQD的反聚束，在量子域中的g（2）（0）值提供了有效的合作行为的证据。我们提出了一个密度矩阵处理CQD的耦合等离子体和晶格模式，使我们能够模拟Purcell因子以及反聚束的实验结果。我们还提供了间接激发远程CQD介导的晶格模式的实验证据，并提出了一个模型来解释这些意见。我们的研究证明了开发用于单光子操作和与宽带量子发射器和等离子体纳米腔阵列通信的纳米光子平台的可能性，因为这些阵列可以在空间分离的量子发射器之间产生纠缠。
2020-10-31 physics.optics
Anticrossing of a plasmonic nanoresonator mode and a single quantum dot at room temperature
本研究通过光诱导蓝移调谐单个量子点能量，实现室温下与等离激元纳米谐振腔的强耦合，观测到100 meV拉比分裂，证明环境条件下单发射体强耦合，为量子器件发展铺路。
2023-05-11 physics.optics
Coupled plasmon wave dynamics beyond anomalous reflection: phase gradient Copper metasurface for visible to the near infrared spectrum
在纳米级光子器件中，对超颖表面2D光学器件的多功能性的需求迅速增加。为了探索设计度量中的微调，我们重新研究了梯形形状的铜超颖表面，其具有用于有效地将线性偏振光用于两种不同功能的差分时域模拟。从等离子体能带结构，我们看到几何形状的不对称程度如何影响行进等离子体模式的有效共振耦合，以及与纳米天线的几何形状相关的不同类型的模式杂交分布。通过调节纳米天线的长度，我们可以激发出由这种结构支持的有效等离子体模式，并从垂直入射的自由空间光中单向引导出表面波，用于可见光到红外范围。定向表面等离子体激元具有反对称和对称模式，根据纳米天线的长度和波长在连续金属层的顶表面和底表面之间振荡。该铜超颖表面针对宽带（600-900 nm）异常光束转向的远场应用进行了优化，平均效率为65%，最大角度为64度。这项工作带来了更多的理解如何一个超表面可以实现在小足迹等离子体器件，波导模式控制，以及光束转向与他们的波长相关的功能。
2022-06-11 physics.optics
Evaluation of surface roughness of metal films using plasmonic Fano resonance in attenuated total reflection
利用表面等离子体激元（SPP）进行衰减全反射（ATR）是一种从反射光谱中的凹陷位置来评估SPP的色散关系的方法。然而，最近的研究表明，下降从SPP共振中被取代，因为它们是由一种Fano共振产生的，即，SPP共振激发时的共振反射过程与非共振激发时的直接反射过程之间的干扰。这一结果表明，很难实现的系统性能的分散关系的SPP可以使用ATR方法进行表征。在这项研究中，我们调查的表面粗糙度的影响，由于在点蚀的初始阶段创建的纳米级凹坑的ATR光谱，从法诺共振的观点。使用时间耦合模方法，它表明，在ATR的Fano共振是由直接反射的相位变化，因为在金属表面上的吸收引起的，和光谱形状由这个相位，以及外部（辐射）衰减率的比率共振模式的总衰减率确定。此外，它被澄清，从ATR光谱中提取的内部和外部衰减率提供腐蚀信息，如金属膜的有效厚度和凹坑分布的随机性。
2019-09-15 physics.optics
Sub-micron single-particle perovskite plasmonic nanolasers at room temperature
等离子体纳米激光器在集成光子学、光学传感和生物医学成像等方面有着广阔的应用前景，受到了人们的极大关注。迄今为止，室温等离子体纳米激光器，在所有尺寸的亚微米，仍然难以捉摸的可见光区，由于高金属损失。在这里，我们展示了单粒子激光约2.3 eV的全亚微米，铯铅溴化钙钛矿（CsPbBr3）晶体顶部聚合物涂层的金基板在室温下。我们利用大量的实验装置（约100个），系统地研究了等离子体激元测试群和光子控制群的激光作用。所实现的最小等离子体激元激光器的尺寸为0.56微米x 0.58微米x 0.32微米，比我们最小的光子激光器小十倍。有效的等离子体激元激光的关键因素被确定为增强的光增益的Purcell效应，长载流子扩散率，一个大的自发发射因子，和一个高的群指数。我们的研究结果揭示了三维等离子体激元激光器的小型化。
2020-07-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Single-photon generation at room temperature using molecular optomechanics in a hybrid photonic-plasmonic cavity
提出混合光子-等离子体腔中的单分子光力学结构，通过 g^2(0) 计算和量子路径干涉分析，证明弱耦合下可实现室温单光子发射。
2023-12-18 physics.optics quant-ph
Room-temperature strong coupling at the nanoscale achieved by inverse design
等离子体纳米腔和单层半导体之间的室温强耦合是实现高效、集成的光-物质相互作用的重要途径。然而，设计这样的系统是具有挑战性的，由于非平凡的依赖性的强耦合的各种性质的腔和发射器，以及亚波长尺度的相互作用。在这项工作中，我们开发了一种方法，用于获得混合纳米结构组成的等离子体超颖表面耦合到原子薄WS 2层，表现出极端值的拉比分裂，通过近场等离子体响应的逆设计。相反，常见的措施，如品质因数或模式的体积，我们的方法依赖于一个积分为基础的度量。我们实验测量大值拉比分裂我们的纳米天线设计，同时提供理论上的最佳配置的几种其他类型的纳米结构。我们的研究结果为经典和量子光学应用开辟了一条在集成平台上最大化光-物质相互作用的道路。
2022-03-26 physics.optics
Theory of light reflection and transmission by a plasmonic nanocomposite slab: Emergence of broadband perfect absorption
提出了一种含有随机分布的金属纳米颗粒的光学薄膜的光反射和透射理论。底层模型考虑到从板边界的NP散射的光的光的反射，在密集的NP阵列和光散射在板表面的局部表面等离子体的增强衰减-的因素超出了麦克斯韦-加内特近似的范围。结果表明，前两个效应导致在这种纳米复合材料中观察到的宽带完美吸收，而最后一个是负责其全向特性和偏振不敏感性。这些发现开辟了新的可能性工程宽带完美吸收等离子体纳米复合材料。
2021-01-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Surface plasmon-polaritons in deformed graphene excited by attenuated total internal reflection
本文采用衰减全反射方法研究了形变石墨烯中表面等离子体激元的激发。我们考虑了石墨烯中SPPs激发的Otto几何。SPPs激发的效率强烈地依赖于SPPs的传播方向。SPP的最有效激发的频率和入射角强烈地依赖于入射光的偏振。我们的研究结果可能会打开新的可能性，在纳米尺度上的光的应变诱导成型流。
2019-03-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Radiative control of localized excitons at room temperature with an ultracompact tip-enhanced plasmonic nano-cavity
在原子级薄的半导体材料中，局域激子（X $_L$）与光的耦合通过辐射弛豫过程表现出单量子发射行为，为量子通信提供了一类新的光源。然而，在大多数研究中，X $_L$光致发光（PL）的晶体缺陷主要是在低温条件下观察到的，因为它们的亚波长发射区和低的量子产率在室温下。此外，设计辐射弛豫特性，例如，发射区域、强度和能量仍然具有挑战性。在这里，我们提出了一种等离子体天线与三尖几何形状，以诱导和控制X $_L$发射的WSe $_2$单层（ML）在室温下。通过将ML晶体放置在通过级联多米诺光刻制造的曲率半径<1 nm的蝴蝶结天线中的两个尖锐的Au尖端上，我们有效地在纳米级区域中诱导拉伸应变以创建鲁棒的X $_L$状态。然后将具有尖端增强光致发光（TEPL）光谱的Au尖端添加到应变区以探测和控制X $_L$发射。随着X $_L$的TEPL增强高达~10 $^6$的三尖尖装置中，实验结果表明，可控的X $_L$发射在<30 nm的区域与PL能量漂移高达40 meV，解决了尖端增强PL和拉曼成像与<15 nm的空间分辨率。我们的方法提供了一种系统的方法来控制局域量子光在二维半导体提供了新的策略，主动量子纳米光学器件。
2020-09-14 physics.optics
Analysis of surface plasmon excitation at terahertz frequencies with highly-doped graphene sheets via attenuated total reflection
数值研究了掺杂石墨烯片在太赫兹频率下的表面等离子体激元激发。为了减轻高度受限的等离子体激元模式与入射辐射之间的动量失配，提出了通过高掺杂水平或使用少层石墨烯来增加石墨烯的表面电导率。对于目前可实现的掺杂水平，我们的分析表明，单层石墨烯上的表面等离子体可以用高折射率耦合棱镜在高达约10 THz（~ 41.3 meV）的工作频率下激发，并且更高的频率/能量对于少层石墨烯是可能的。这些高度受限的表面模式是有前途的传感和波导应用在太赫兹制度。
2013-03-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmonics enabled atomically thin linearly polarized emitter at room temperature
二维过渡金属二硫族化物半导体提供了研究强受限激子物理学的独特可能性，并且可集成到这种材料的等离子体平台构成了混合系统，该混合系统可以是感兴趣的，以使得能够操纵其累积光学性质。在这里，我们报告调谐激子发射单层WSe 2，机械剥离的周期性二维等离子体阵列的椭圆形金（Au）纳米盘的顶部。通过利用纳米等离子体阵列（NPA）的等离子体共振的偏振依赖性，可以显着地操纵来自覆盖单层WSe 2的光致发光（PL）发射。PL优先增强NPA覆盖的区域的ake时，激发更接近等离子体共振频率和先前未极化的WSe 2 PL发射获得约20至40%的线性偏振度在室温下。获得WSe 2的PL光谱和NPA的偏振可调谐等离子体共振之间的显着光谱重叠在此观察中起着至关重要的作用。结果表明，从WSe 2的光发射的主动可调谐性，通过使用其他被动的等离子体激元环境，并打开在室温下实现原子薄的线偏振发射器的可能性。除了这种相互作用的基本上令人感兴趣的物理学之外，这对于与取向敏感的光电器件相关的应用是非常期望的。
2022-05-25 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Light scattering by a subwavelength plasmonic array: anisotropic model
本文用边界元法计算了亚波长等离子体阵列对不同截面平行圆柱体的光透射率：圆柱体和椭圆体，轴比为4：1。我们证明了等离子体共振是尖锐的椭圆的情况下，具有较大的水平轴。这种结构容易受到介质折射率变化的影响，因为反射和透射系数的高导数接近全内反射角。为了获得近似的解析表达式，我们使用金属层的模型。我们探讨了“三明治”结构与两个双折射之间的各向异性膜，并证明其定量协议与数值计算结果。
2021-11-20 physics.optics
Comparative Analysis of Room Temperature Plasmonic Graphene Hot Electron Bolometric Photodetectors
我们评估了一种基于热载流子光测热效应的波导集成等离子体石墨烯光电探测器，其性能同时具有高响应度，在数百AW-1的范围内，以及在100 GHz的范围内的高速。性能评估是基于石墨烯的能带非抛物线性产生的测热效应的理论。结果与最先进的等离子体激元测辐射热光电探测器相比毫不逊色，预测响应度增加多达两个数量级，同时保持速度在同一水平上，由石墨烯中的电子晶格散射时间定义。
2020-08-24 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Metal nanoparticles in strongly confined beams: transmission, reflection and absorption
我们研究了紧聚焦光与金属纳米球表面等离子体激元共振的相互作用。特别是，我们计算的散射和吸收比，以及传输和反射系数。受我们以前在参考文献[1]中的工作的启发，我们讨论了金属纳米颗粒近似点状偶极辐射体的程度。我们发现，100 nm的银纳米球是非常接近这样的理想振荡器。我们的研究结果直接影响单纳米粒子光谱和显微镜以及等离子体。
2009-01-28 physics.optics
Strong coupling between WS$_2$ monolayer excitons and a hybrid plasmon polariton at room temperature
本研究在室温下探讨了 WS$_2$ 单层激子与混合等离激元极化子的相互作用，通过调节纳米光栅深度实现了强耦合，并强调了设计复合结构时需同时考虑等离激元近场增强与阻尼。
2023-09-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Edge-dependent reflection and inherited fine structure of higher-order plasmons in graphene nanoribbons
我们研究了石墨烯纳米带中的高阶等离子体激元，给出了电子边缘态和波函数精细结构对石墨烯等离子体激元的影响。基于最近邻紧束缚计算，我们发现，驻波模型的基础上非局部体等离子体激元色散是令人惊讶的准确扶手椅带状宽度甚至下降到几个纳米，我们确定了相应的相移边缘反射和有效的带状宽度。较宽的锯齿形带状物表现出类似的相移，而驻波模型描述了几纳米锯齿形带状物不太令人满意，在很大程度上是因为它们的边缘状态。我们直接证实，锯齿形带的等离子体激元的更大的加宽是由于它们的边缘状态。此外，我们报告了一个突出的精细结构中的诱导电荷的带状等离子体，扶手椅带状以下的谷间耦合引起的电子波函数振荡。有趣的是，波函数精细结构也被发现在我们类似的密度泛函理论计算，这些和紧束缚的数值计算都很好地解释与分析狄拉克理论的石墨烯带。
2018-09-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Non-reciprocal optical reflection from a bidimensional array of subwavelength holes in a metallic film
利用模拟和理论论证，我们研究了沉积在玻璃衬底上的穿孔金膜的镜面反射。一个正方形晶格的圆柱形孔被假定为产生的周期性的横向散射需要杂交的表面等离子体与辐射状态。它示出，对比传输方法，在膜的任一侧上的反射的知识提供单独的信息上的金真空表面等离子体激元和金玻璃界面等离子体激元。最近的实验数据，该系统的具体实施进行了重新审查，这些显示出良好的协议之间的测量反射和模拟在两个方向的入射波探头。这证实了在远场评估表面等离子体特性时考虑反射不对称性的重要性。
2005-02-07 cond-mat.other physics.optics
Strong coupling between Tamm plasmon polariton and two dimensional semiconductor excitons
过渡金属二硫属化物（TMDC）二维半导体材料在光与物质的相互作用中表现出许多奇特的物理现象。由于它们的双折射性质、与光的强相互作用以及室温下的强激子，为研究低维和室温下的强耦合物理提供了一个理想的平台。在这里，我们报告的2D半导体激子和Tamm等离子体激元（TPPs）之间的强耦合。通过测量角分辨差分反射谱，我们在室温下观测到了约54 meV的拉比分裂，并利用传输矩阵方法对理论结果进行了模拟。我们的研究结果将促进室温下基于TPP的双极化激元器件的实现。
2016-06-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Room-Temperature Plasmon-Assisted Resonant THz Detection in Single-layer Graphene Transistors
本研究在高质量单层石墨烯短沟道栅极光电探测器中实现了室温THz辐射共振探测，其机制依赖于石墨烯中较弱的本征电子-声子散射以避免等离子体振荡阻尼。
2024-01-08 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Optimization of the plasmonic properties of titanium nitride films sputtered at room temperature through microstructure and thickness control
本文提出在室温下通过调控磁控溅射工艺细节、化学计量比、微结构及薄膜厚度来优化TiN薄膜的等离激元性能，实现了与CMOS兼容且成本有效的大面积制备，最佳样品在700 nm和1550 nm处FoM均达2.1。
2024-01-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Room temperature Tamm-Plasmon Exciton-Polaritons with a WSe2 monolayer
固态腔量子电动力学是探索光-物质耦合前沿的一个快速发展的领域。等离子体激元方法在这一领域特别感兴趣，因为它们具有将光学模式挤压到显著低于衍射极限的空间的潜力1，2，增强了光-物质耦合。它们还可作为一种架构，用于设计具有最小占地面积的超快速非线性集成电路3。过渡金属二硫属化物非常适合作为这种电路中的活性材料，因为它们在最终单层极限下与光强烈相互作用4。在这里，我们实现了Tamm-plasmon-polariton结构，并研究了WSe 2单层的耦合，托管高度稳定的激子5。激子-极化子形成在室温下表现在光致发光中研究的特征能量-动量色散关系中，其特征在于激子和光子模式之间的反交叉，拉比分裂为23.5 meV。在环境条件下在具有原子单层的等离子体结构中创建极化激元准粒子是迈向紧凑的高度非线性集成光子和极化激元电路的关键一步6，7。
2016-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Active spatial control of terahertz graphene plasmons by tailoring carrier density profile
石墨烯提供了一种可能性，主动控制等离子体激元的限制和传播，通过定制其空间电导率模式。然而，这一概念的实现受到阻碍，因为不均匀的电介质环境很容易引起不可控的等离子体反射。在这项工作中，我们展示了完全电气控制的等离子体反射/传输在电子边界诱导的氧化锌为基础的双栅极，这是为了尽量减少介电调制。利用傅里叶变换红外光谱，我们表明，等离子体反射可以连续变化的相邻区域之间的载流子密度差。通过利用这个功能，我们展示了控制等离子体腔的大小、位置和频率的能力。我们的方法可以应用于各种类型的等离子体器件，为实现可编程等离子体电路铺平了道路。
2019-11-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
When Reflection and Transmission Amplitude Coefficients Exceed Unity: Evanescent Waves, Resonances, and Optical Modes
Instituto de materiais da USC - iMATUS, Grupo de Nanomateriais, Fotónica e Materia Branda, Departamento de Física Aplicada, Universidade de Santiago de Compostela（圣地亚哥-德孔波斯特拉大学应用物理系纳米材料、光子和软物质组iMATUS研究所）
研究线性光学系统中谐波传播的反射与透射，分析含倏逝或衰减波的简单光学配置下相关现象，证明大振幅系数源于对倏逝或衰减波扩展反射与透射系数，其描述了共振场增强等过程。
2026-07-07 physics.optics
Transverse magnetic routing of light emission in hybrid plasmonic-semiconductor nanostructures: Towards operation at room temperature
我们从实验和理论上研究了从混合等离子体-半导体量子阱结构的光发射的横向磁路由的温度依赖性，其中从量子阱的激子发射被路由到沿附近的半导体-金属界面传播的表面等离子体极化激元。在II-VI族和III-V族直接带半导体中，路由的幅度由激子光学跃迁的圆偏振决定，该圆偏振由磁场引起。对于包括（Cd，Mn）Te/（Cd，Mg）Te稀磁半导体量子阱的结构，我们观察到在20 K的低温和485 mT的磁场下高达15%的发射的强方向性，这是由于通过与Mn $^{2+}$离子的强交换相互作用介导的空穴的巨大塞曼分裂。随着温度向室温的升高，磁化率降低，方向性在T = 45 K时强烈降低到4%。我们还提出了一种替代设计的基础上的非磁性（In，Ga）As/（In，Al）As量子阱结构，适用于更高的温度。根据我们的计算，这种结构可以显示出发射方向性高达5%的温度低于200 K和中等磁场的1 T。
2021-06-25 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Refraction laws for two-dimensional plasmons
针对二维等离激元折射反射定律缺失的问题，采用维纳-霍普夫技术求解散射问题，得到了有/无栅极体系下任意入射角的反射透射系数，发现有栅极等离激元特定入射角反射率为零，且反射存在非平凡相位。
2023-05-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Surface-plasmon mode hybridization in sub-wavelength microdisk lasers
在亚波长比例的半导体微盘激光器腔中演示了表面等离子体激元和介质波导回音壁模的混合。金属层沉积在半导体微盘的顶部，其半径系统地变化以使表面等离子体激元和介电模式之间的模式杂交成为可能。通过光致发光光谱实验观察到两种腔模类型的反交叉行为，并在室温下实现了波长为1.3 μ m的光泵激光作用。
2009-08-25 physics.optics
Probing the bulk plasmon continuum of layered materials through electron energy loss spectroscopy in a reflection geometry
已知2D导电平面的周期性布置具有（体）等离子体激元色散，该等离子体激元色散在3D金属的典型的带隙行为与作为平面外波矢量的函数的无隙声学状态之间插值。半无限系统-与反射几何中的电子能量损失谱（EELS）相关的配置，如在高分辨率EELS（HREELS）中-已知其具有停止在截止波矢以下传播的表面等离子体。由于f-和规则需要一个有限的响应是否存在尖锐的激发，我们证明了什么留在表面损失函数-材料响应探测HREELS -是从（散装）等离子体激元的无限系统的贡献。特别是，我们提供了一个一对一的映射之间的等离子体激元连续体和表面损失函数中的光谱权重。根据这一结果，我们建议HREELS被认为是一个长波长的探针的等离子体连续层材料。
2022-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Critical coupling to Tamm plasmons
光的临界耦合到Tamm等离子体激元的条件进行了研究与全面的数值模拟，突出的参数，最大限度地吸收入射光的金属层。讨论了反射和吸收对入射方向的非对称响应，这两种情况产生不同的最佳耦合条件。这些研究结果是相关的优化Tamm结构的设计，特别是在应用中，如窄带热发射器，场增强光谱和折射率传感。
2014-11-03 physics.optics
Enhanced coherent light-matter interaction and room-temperature quantum yield of plasmonic resonances engineered by a chiral exceptional point
本研究提出将等离激元共振与手征奇异点光子腔集成以调控局域态密度，实现线宽收窄、光-物质相互作用增强及室温近单位量子产率，为量子态调控和高性能量子器件构建提供新平台。
2023-08-08 physics.optics quant-ph
Plasmonically enhanced spectrally selective narrowband MWIR and LWIR light detection based on hybrid nanopatterned graphene and phase changing vanadium oxide heterostructure operating close to room temperature
我们提出了一个超灵敏中红外（中红外）光电探测器的模型，该光电探测器工作在中波长红外（MWIR）和长波红外（LWIR）域，由纳米图案化石墨烯（NPG）和二氧化钒制成的混合异质结构组成（VO $_2$），其表现出$R\sim 10^4$ V/W的大响应度，超过$D^*\sim 10^{10}$ J的探测率，以及通过利用薄VO $_2$膜的相变，在接近室温的噪声等效功率$\mathrm{NEP}\sim 100$ fW/ $\sqrt{\rm Hz}$方面的灵敏度。我们提出的光电探测器可以达到近100%的吸收单层石墨烯由于局部表面等离子体（LSP）周围的图案化的圆孔。纳米图案的几何形状和静电栅极电势可用于在3和12 $μ$ m之间调节中IR区域中的吸收峰。在通过NPG片的光子吸收和由此产生的VO $_2$从绝缘相到金属相的相变之后，所施加的偏置电压$V_b$触发通过VO $_2$片的电流，该电流可以在约1 ms内被电子地检测到，比当前VO $_2$测辐射热计的检测时间短。我们设想的中红外光电探测器达到低温冷却碲镉汞光电探测器的探测率和灵敏度大于VO $_2$微测辐射热计，同时接近室温工作。
2021-03-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Infrared-Shielding of Plasmonic Random Metasurface Constructed by Cesium-Doped Tungsten Bronze
采用时域有限差分法对由球形或类球形纳米粒子组成的随机超颖表面在随机位移和/或随机变形下的热屏蔽性能进行了理论研究。利用超颖表面中纳米颗粒的总面积定义了有效覆盖率，并研究了近红外线反射对随机性的鲁棒性。当有效覆盖率高时，与六方密排完美超颖表面相比，纳米颗粒排列和形状随机性两者的近红外线反射降低至少20%。相反，当有效覆盖率低时，纳米颗粒排列的随机性对近红外线反射几乎没有影响。此外，纳米颗粒形状的随机性提高了近红外线反射性能。
2022-03-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
Dark-Exciton-Mediated Fano Resonance from a Single Gold Nanostructure Deposited on Monolayer WS2 at Room Temperature
强空间限制和高度降低的介电屏蔽提供了具有强多体效应的单层过渡金属二硫属化物（TMDC），从而具有光学禁止的激子态（即，暗激子）。在这里，我们探索的相互作用的表面等离子体激元与暗激子的混合系统组成的堆叠的金纳米三角形（AuNTs）和单层WS 2。我们观察到一个狭窄的Fano共振时，混合系统被包围的水，我们属性的光谱Fano线宽变窄的暗K-K激子的等离子体增强衰变。我们的研究结果表明，单层WS 2中的暗激子可以强烈地改变混合等离子激元-激子系统中的Fano共振，并且可以用于新型光学传感器和有源纳米光子器件。
2019-01-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Semi-Classical Analysis and Design of Quantum dot Based Electrically Pumped plasmonic nanolaser
近年来，电泵浦室温亚波长等离子体激元源由于其在集成等离子体激元领域的各种潜在应用而受到越来越多的关注。本文介绍了一种基于GaAs/AlGaAs量子点的波导集成等离子体纳米激光器，并对其进行了理论研究。利用半经典速率方程模型，研究了我们的纳米激光器的性能，详细介绍了它的特性。该纳米激光器具有0.25 μ m ~ 2的小尺寸、室温工作条件和CMOS友好工艺，同时具有显著的输出性能。该结构在注入电流为3.5mA（阈值泵浦电流约为2.5uA）的情况下，在850 nm波长处产生了1uW的输出功率，具有10 THz的宽调制频率，约3460的大Purcell因子和与主等离子体波导的高输出耦合比。
2018-08-31 physics.app-ph physics.optics
Near-Field Modification of Interference Components in Surface Plasmon Resonance
在衰减全反射（ATR）几何结构中，通过表面等离子体激元（SPP）产生从入射光束提取的能量被隐含地认为作为热耗散。然而，我们发现，一个尖锐的尖端相互作用的SPP倏逝场可以重新定向一些能量之前，这种耗散发生。用简单的计算机模拟研究了这种行为，并将其与修改后的马赫-曾德尔干涉仪进行了类比。我们还讨论了“无相互作用”的测量与我们的设置。
2008-04-21 physics.optics
Metal-coated microsphere monolayers as surface plasmon resonance sensors operating in both transmission and reflection modes
National Institute for Research and Development of Isotopic and Molecular Technologies（同位素和分子技术研究发展中心）；Institute for Interdisciplinary Research in Bio-Nano-Sciences, Babes-Bolyai University（巴比什-博约伊大学生物纳米科学交叉研究所）
本文提出银涂层聚苯乙烯微球单层作为表面等离子共振传感器，可在透射和反射模式下工作，通过使用200nm微球揭示了增强光学透射带，反射模式比透射模式更高效，实验验证了吸附物位置对传感效率的影响。
2026-03-27 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Highly tunable room-temperature plexcitons in monolayer WSe2 /gap-plasmon nanocavities
本研究结合应变工程与力/电压可调等离子体纳米腔，在单层WSe₂中实现室温可调强等离子体激元-激子耦合，可灵活调控耦合强度且稳定性好，为片上极化子纳米光子应用奠定基础。
2023-11-04 physics.optics quant-ph
Pulsed laser intensity dependence of crater formation and light reflection in the UDMA-TEGDMA copolymer nanocomposite, doped with resonant plasmonic gold nanorods
研究飞秒脉冲激光作用下共振金纳米棒掺杂 UDMA-TEGDMA 复合材料的凹坑形成与光反射，发现超过等离子体镜消失阈值后出现非线性过剩能量沉积。
2024-02-28 physics.optics physics.plasm-ph
Microfluidic-Assisted Growth of Perovskite Microwires for Room-Temperature All-Optical Switching Based on Total Internal Reflection
本研究针对钙钛矿基集成光子器件开发需求，利用微流控辅助生长钙钛矿微线，结合预图案化金光栅耦合器与全内反射限制的传播极化激元，实现了室温下低损耗、长面内传播的概念验证型全光开关。
2025-02-21 physics.optics
Stimulated emission of surface plasmon polaritons
在衰减全反射装置中，我们观察到与玻璃棱镜解耦的表面等离子体激元（SPP）的类激光发射。表面等离子体是由沉积在银膜顶部的聚合物膜中的光泵分子激发的。受激发射的特征在于输入-输出依赖性中的明显阈值和发射光谱的窄化。所观察到的受激发射以及与之对应的通过增益对金属吸收损耗的补偿使得超材料和纳米等离子体激元器件的许多应用成为可能。
2008-01-30 physics.optics
Influence of spherical anisotropy on optical mass sensing in a molecular-plasmonic optomechanical system
我们利用全光泵浦-探测的方法，在室温下发展了一种分子等离子体系统的质量传感机制。该系统由一个双钳位的石墨烯纳米粒子组成，在强泵浦场和弱探测脉冲的存在下，该纳米粒子与两种类型的各向同性和各向异性球形等离子体腔参数相互作用。基于模式选择量子化方案和类比腔光力学的正则模型，我们制定了系统的电磁格林张量的哈密顿量。以这种方式，我们推导出一个明确的形式的大小相关的光机耦合函数和等离子体阻尼率，其中包括模式，几何形状和材料的等离子体结构的功能。等离子体纳米结构的工程材料特性，我们发现，由于模式体积减少，与银球纳米腔相比，径向各向异性球形纳米腔的探测场透射谱的强度显著增强。该方案可以提供在室温下实现最小可测量质量。
2022-02-27 physics.optics quant-ph
Gate-controlled mid-infrared light bending with aperiodic graphene nanoribbons array
石墨烯等离子体纳米结构能够实现从中红外到太赫兹频率的电磁能量的亚波长限制。通过利用在等离子体纳米结构的共振频率附近的光谱变化的光散射相位，可以控制入射光束的反射角度。我们证明，通过基于麦克斯韦方程组的全波电磁模拟，通过使用石墨烯纳米带的非周期性阵列的中红外线光束的反射角度的电控制，其宽度被设计为产生空间变化的反射相位分布，其允许朝向预定义方向的远场准直光束的构造。
2014-12-02 physics.optics
Efficient single-emitter plasmonic patch antenna fabrication by novel deterministic in situ optical lithography using spatially modulated light
单发射极等离子体贴片天线是室温确定性单光子源，其表现出高度加速和定向的单光子发射。然而，为了有效地操作，这些结构需要对器件内的发射极定位进行三维纳米级确定性控制，这是一项苛刻的任务，尤其是当制造期间的发射极损坏是主要问题时。为了克服这一限制，我们的确定性室温原位光学光刻协议使用空间调制的光定位等离子体结构非破坏性的任何选定的单发射器与三维纳米级控制。在本文中，我们分析了这样的等离子体天线，嵌入一个确定性定位的单个胶体CdSe/CdS量子点，突出的加速和亮度的发射统计。我们表明，天线诱导的发射器吸收截面增加了1000倍，在高泵浦下，这些天线表现出非线性增强发射。
2021-10-14 physics.optics quant-ph
Molecule-by-molecule nanoresolved picosecond Purcell-enhanced emission at room-temperature in hollow plasmonic nanocone metamaterials
Institut Langevin, ESPCI Paris, Université PSL, CNRS（朗之万研究所，巴黎高等物理化工学院，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心）；Department of Physics, University of Ottawa（渥太华大学物理系）；Department of Chemical Engineering, MESA+ Institute, University of Twente（特温特大学应用科学学院，MESA+纳米技术研究所）；Mesoscale Chemical Systems, MESA+ Institute, University of Twente（特温特大学MESA+纳米技术研究所介观化学系统组）；Donostia International Physics Center (DIPC)（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；University of Rochester, Institute of Optics（罗切斯特大学光学研究所）
本研究提出基于三维空心等离子体纳米晶格的新型材料平台，结合单分子超分辨成像与时间相关单光子计数技术，实现纳米级分辨的三维电磁场传感与光-物质相互作用精准调控，可用于室温单光子源调控及分子传感等量子应用。
2026-10-16 physics.optics quant-ph
Surface-Plasmon-Polariton Laser based on an Open-Cavity Fabry-Perot Resonator
近年来，人们对小尺寸激光器的开发越来越感兴趣，这些激光器在小体积传感和片上光通信中具有潜在的应用。表面等离子体激元是一种被限制在金属-电介质界面上的电磁模式，它提供了一种有效的途径，当与增益介质接触时被共振放大时，可以实现纳米尺度的激光发射。在这里，我们实现了可见光频率超窄线宽激光在室温下利用表面等离子体在一个开放的法布里-珀罗腔中传播形成的平坦的金属表面涂有亚波长厚层的光泵浦增益介质和正交约束的一对平坦的金属侧壁。低微扰传输配置采样的激光等离子体激元模式是通过一个渐逝耦合凹进的纳米缝，开辟了道路，高品质因数的折射率与开放腔相互作用的分析物的传感。
2016-10-12 physics.optics
Plasmonic Nanocavity to Boost Single Photon Emission from Defects in Thin Hexagonal Boron Nitride
本文提出将等离子体金属纳米腔与含缺陷的六方氮化硼薄片集成，在室温下显著加速并增强单光子发射，结合理论计算证明纳米腔是关键，为室温集成量子光子网络提供高效单光子源。
2024-10-22 physics.optics quant-ph
Tunable Plasmonic Ultrastrong Coupling: Emulating Dicke Physics at Room Temperature
一个由N个二能级原子与光子场相互作用的系统可以描述为一个与光子场耦合的巨原子，其相互作用强度为~ N ^0.5。这种增强在量子光学中被称为Dicke协同性，最近已成为基于强光-物质耦合的量子信息技术中不可或缺的元素。在这里，我们扩展的耦合超出了标准的光物质相互作用的范例，模仿迪克合作在太赫兹元表面与N元原子。协同增强表现为物质-物质耦合的形式，通过在单个元原子中的局域表面等离子体共振和由于元原子的周期性阵列引起的表面晶格共振的杂交。通过改变阵列的晶格常数，我们观察到一个明确的反交叉行为，强耦合的签名。此外，通过在元原子中设计电容性分裂间隙，耦合率被协同地增强到N ^0.5倍的超强耦合区。这种室温技术可以作为一个方便的量子模拟器，模拟由单个玻色子场相干驱动的具有巨大偶极矩的量子比特的动力学。
2022-09-27 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Ultrabright room-temperature single-photon emission from nanodiamond nitrogen-vacancy centers with sub-nanosecond excited-state lifetime
从耦合到等离子体纳米天线的量子发射器获得的超快发射速率最近在量子信息和传感应用中从根本上打开了新的可能性。等离子体纳米天线通过显著缩短量子发射器的荧光寿命来大大提高其亮度。支持强限制模式的间隙等离子体纳米腔对于这样的应用特别感兴趣。我们证明了从纳米金刚石中的氮空位（NV）中心耦合到纳米尺寸的间隙等离子体腔的单光子发射，其内部模式体积比立方真空波长小约10000倍。由此产生的结构具有亚纳秒NV激发态寿命和高达每秒5000万计数的检测光子速率。荧光饱和度的分析允许提取由纳米天线提供的多阶激发速率增强。效率分析表明，NV中心在远场每秒产生高达2.5亿个光子。
2017-12-02 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Room Temperature Terahertz Spectrometer with Quantum-Level Sensitivity
University of California Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；University of Michigan, Ann Arbor（密歇根大学安娜堡分校）；Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）
针对太赫兹频段量子级光子探测难度大的问题，提出基于等离子体光混频的室温太赫兹光谱方案，实现3倍量子极限的灵敏度，可应用于多领域。
2018-06-10 physics.ins-det physics.optics
Plasmons and polaritons in a semi-infinite plasma and a plasma slab
等离子体激元和极化激元模式，推导出一个理想的半无限（半空间）等离子体和一个理想的等离子体板通过使用一个通用的，统一的程序，基于运动方程，麦克斯韦方程组和适当的边界条件。已知的结果重新获得更直接的方式和新的推导。该方法包括通过移动粒子（电子）位置处的位移场来表示电荷扰动。计算了介电响应和电子能量损失。表面对能量损失的贡献在表面附近的瞬态区域表现出振荡行为。通过使用延迟的电磁势来处理电磁波在这些等离子体中的传播。求解所得积分方程，计算反射波和折射波以及反射系数。对于平板，我们还计算了透射波和透射系数。从而得到了任意入射角和偏振态下的广义菲涅耳关系。体和表面等离子体极化激元模式被确定。众所周知，等离子体内部的场要么是衰减的（渐逝的）要么是传播的（透明区），并且半无限等离子体的反射系数在从传播区到衰减区时表现出突然的增强（全反射）。同样，除了特征振荡，反射和透射系数的等离子体板表现出明显的增强阻尼制度。
2009-04-17 physics.optics physics.plasm-ph
Strong exciton-plasmon coupling in MoS2 coupled with plasmonic lattice
我们证明了强烈的激子-等离子体激元耦合在银纳米盘阵列集成与单层二硫化钼通过角度分辨反射显微镜光谱的耦合系统。观察到强激子-等离子体激元耦合，激子-等离子体激元耦合强度在77 K下高达58 meV，其在室温下也存活。强耦合涉及三种类型的共振：二硫化钼激子，局部表面等离子体共振（LSPR）的个别银纳米盘和等离子体晶格共振的纳米盘阵列。我们发现，激子-等离子体激元耦合强度，极化激元成分和色散可以有效地工程通过调整等离子体晶格的几何形状，这使得该系统有望实现新颖的二维等离子体激元极化激元器件。
2015-11-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Realizing strong light-matter interactions between single nanoparticle plasmons and molecular excitons at ambient conditions
在原子和固体系统中实现单个二能级系统与共振腔之间的强光-物质相互作用，为在单光子水平上研究光学非线性开辟了可能性，这对于未来的量子信息处理网络是有用的。然而，这些努力受到不利的实验条件的阻碍，如低温和超真空，需要研究这样的系统和现象。虽然已经进行了几次尝试，在室温下使用所谓的等离子体共振实现强的光-物质相互作用，但仍然缺乏在单个纳米颗粒水平上的成功实现。在这里，我们证明了在环境条件下，在单个银纳米棱镜内的等离子体激元和分子J聚集体中的激子之间的强耦合。我们的研究结果表明，深亚波长模体积$V$与纳米棱镜中与等离子体相关的高品质因子$Q$一起导致强耦合品质因数- $Q/\sqrt{V}$高达$\sim6\times10^{3}$ ~ $μ$ m $^{-3/2}$ --一个可与现有技术的光子晶体和微晶体谐振腔相媲美的值，从而表明等离子体纳米腔，特别是银纳米棱镜可用于室温量子光学。
2015-03-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
