Resonant quenching of plasmon energy dissipation in a metal film with nonlocal dielectric response
当波数满足共振条件时，非局域金属薄膜中的倏逝波沿薄膜表面法向传播，并伴随着带内电子跃迁的能量耗散猝灭（到零）.结果表明，共振猝灭的能量耗散（RQED）效应发生在金属膜的厚度小于或大于，但仍然在数量级上，非局域尺度长度。RQED在厚度超过截止长度的金属膜或具有局部介电常数的金属膜中不再存在。能量耗散的共振猝灭是由对电位移场的部分贡献的相消干涉引起的，其在空间上分散在薄膜厚度上。它表明，RQED效应可用于设计一种新型的等离子体波导，如狭缝波导代表一个金属薄膜与一个狭窄的狭缝填充有电介质，实现近零传播损耗的等离子体模式与几个纳米尺度的限制。
2017-09-20 physics.optics
Measuring the frequency response of optically pumped metal-clad nanolasers
我们报告我们的初步尝试，以表征金属包层纳米激光器的固有频率响应。探测的纳米激光器是光学偏置和调制的，允许使用高速光电二极管在每个调制频率下检测发射的信号。基于这种技术，通过测量D因子来评估纳米激光器高速运行的前景，D因子是谐振频率与其输出功率的平方根之比（fR/P_out^2）。我们的测量结果表明，对于纳米激光器，这个因素是一个数量级大于其他国家的最先进的直接调制半导体激光器。基于速率方程模型的理论分析和有限元方法对腔体的模拟与测量结果完全一致。
2019-06-25 physics.optics
Plasmonic Effect on the Population Dynamics and the Optical Response in a Hybrid V-Type Three-Level Quantum Dot-Metallic Nanoparticle Nanosystem
研究了金属纳米粒子（MNP）和V型三能级半导体量子点（SQD）组成的混合纳米系统中激子-等离子体激元耦合对粒子数动力学和吸收特性的影响.在这样的混合纳米系统中，SQD的激子和MNP的等离子体激元可以强耦合或弱耦合，以展示混合系统的新特性。我们的研究结果表明，由于激子-等离子体激元耦合，杂化纳米系统的非线性光学响应可以大大增强或降低。
2016-04-18 physics.optics
Enhanced third harmonic response of the PtTe$_2$ transition metal dichalcogenide
University of L’Aquila（阿奎拉大学）；University of Rome Tor Vergata（罗马托尔维加塔大学）；INFN（意大利国家核物理研究所）；Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter (MPSD)（马克斯·普朗克物质结构与动力学研究所）；Center for Free-Electron Laser Science (CFEL)（自由电子激光科学中心）；Sapienza University of Rome（罗马第一大学）；CNR-SPIN（国家研究委员会自旋电子学研究所）
研究PtTe₂中类II狄拉克费米子的三阶谐波响应，发现锥体倾斜可增强非线性易感性，为纳米光子器件提供新思路。
2026-02-09 physics.optics
Diamagnetic nature of stratified thin metals in visible range
数值模拟表明，在层状金属-介质异向介质中，可见光频率处出现了有效的强抗磁共振。用双复反射率法提取了有效光学常数。它澄清了有效的抗磁响应起源于局部抗磁性在分层薄金属。有效抗磁性对单胞的结构非常敏感。有效抗磁响应总是与有效等离子体频率相关联，因此被视为集体激发的磁分量。
2007-09-20 physics.optics
Improved selectivity of optical transmission through cascaded waveguide-metal-grating filters
本文分析了两个近场耦合、级联的金属光栅带通滤波器的谐振传输特性。响应，在最大效率和光拒绝的共振，超过两个隔离的过滤器的响应的简单卷积，同时保持良好的角度公差。在红外范围内，这种紧凑的结构的尺寸和技术集成是特别相关的检测应用的说明。
2021-05-21 physics.optics
The thermo-optic nonlinearity of single metal nanoparticles under intense continuous-wave illumination
在过去的几十年里，大量的非线性响应的金属纳米粒子的先前的研究报告的非线性系数的变化很大，因此，揭示了一个高度混乱的底层物理图片。这自然妨碍了这些系统用于实际设备的合理设计。在这里，我们提供了一个系统的研究在一个纯粹的热模型连续波照明下的金属球的非线性响应。我们表征的温度上升和整体热光非线性响应的颗粒尺寸和介电常数，光学和热主机的属性，以及对这些属性的热衍生物的强烈依赖性。这种对非固有参数的依赖性解释了为什么从特定系统中提取固有非线性系数是不合适的。尽管揭示了复杂的多参数依赖性，我们设法揭示了一个相当简单的行为的非线性响应。特别是，我们表明，非线性系数表现出依赖于照明强度，模仿温度本身对照明强度的依赖性，即，它的增长为小的纳米颗粒尺寸，达到最大值，然后单调减小较大的纳米颗粒。改进的建模使我们能够证明整体非线性响应比其他强非线性系统高约1000倍（例如，$ε$ -近零系统）;它还提供了一个很好的匹配，从一个单一的金属纳米粒子的散射实验测量，因此，证实了热非线性机制的主导地位。本文的工作为全面评价一般条件下金属-电介质系统非线性响应的研究奠定了基础。
2020-06-21 physics.optics
All-optical control in metal nanocomposites due to a reversible transition between the local-field-enhancement and a local-field-depression upon irradiation by ultrashort control-pulses of light
基于金属纳米颗粒的本征三阶非线性响应，对金属纳米复合材料的非微扰有效非线性响应进行了理论研究。金属纳米颗粒具有很大的三阶非线性极化率，在超短脉冲光的照射下，具有足够高的峰值强度和中等的注量，可以在金属纳米颗粒中产生局域场抑制和饱和等离子体漂白。如果控制脉冲开启，则金属纳米复合材料可以表现得像电介质，这是由于局部场抑制，而如果控制脉冲关闭，则金属纳米复合材料可以表现得像金属，这是由于等离子体共振处的局部场增强。这种现象可以应用于金属纳米复合材料中的光的超快和遥控。
2014-04-29 physics.optics
The impact of nonlocal response on metallo-dielectric multilayers and optical patch antennas
我们分析了非局域性对金属介质多层膜和光学贴片天线的波导模式的影响，后者由金属平面上方紧密间隔的金属条形成。我们的模型与金属的传导电子，以及以前被忽视的绑定电子的响应的非局部效应。我们表明，金属-电介质-金属波导的基模，有时被称为间隙等离子体激元，是非常敏感的非局域性时，绝缘，电介质层薄于5 nm。我们建议，光学贴片天线，它可以很容易地制造与控制的电介质间隔层，并可以使用远场散射询问，可以使测量金属中的非局域性具有良好的精度。
2012-12-17 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Phonon drag as a mechanism of delayed terahertz response of metals
A.V. Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院阿·瓦·加波诺夫-格列霍夫应用物理研究所）
研究通过声子拖拽解释金属在飞秒激光照射下太赫兹脉冲的延迟响应，揭示了非平衡声子对脉冲波形和频谱的影响，并预测高能量下宏观变形波增强非线性拖拽力。
2026-04-15 cond-mat.other physics.optics
Optical response of metal nanoparticle chains
我们研究了金属纳米颗粒链的光学响应。利用多重散射计算方法研究了嵌在玻璃基体中的有限长银纳米球链的消光截面。还计算了银纳米球周期性2D阵列的透射和反射系数，以了解纳米颗粒链之间的相互作用。结果与最近的实验结果一致。探讨了等离子体激元共振模在不同偏振入射光下的分裂。结果的影响，无序也提出。
2006-05-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Influence of spatial dispersion in metals on the optical response of deeply subwavelength slit arrays
在描述金属中电子响应的流体动力学模型的框架中，我们表明，非常窄和浅的金属狭缝阵列具有光学响应，该光学响应受电子之间的排斥相互作用引起的金属中的空间色散的影响。由于简单的Fabry-Perot模型不足以准确描述这种结构的行为，我们建议将狭缝视为具有两种模式的广义腔，一种是传播模式，另一种是消逝模式。这个非常一般的模型允许得出这样的结论，即空间色散对传播模式的影响是解释为什么整个结构对空间色散敏感的关键因素。由于与以前的实验相比，这种结构的制造具有相对较大的差距，这是我们力所能及的，这项工作为未来急需的非定域性实验铺平了道路。
2016-01-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nonlocal Response of Metallic Nanospheres Probed by Light, Electrons, and Atoms
最近的测量个别金属纳米球，不能解释与传统的经典电动力学的启发，我们从理论上研究金属纳米球在三个不同的设置：原子自发发射，电子能量损失谱，光散射的非局部响应的影响。这些构成了两个近场和一个远场测量，分别具有零维、一维和二维激发源。我们寻找最清晰的签名的流体动力压力波的纳米球。我们采用线性化的流体动力学模型和Mie-Lorenz理论适用于每种情况。非局部响应在所有三种配置中显示其标记，但对于两个近场测量，我们预测在远场测量中没有表现出的特别明显的非局部效应。与每一个多极阶相关联的不仅是一个蓝移的表面等离子体激元，而且是一个无限系列的体等离子体激元，在局部响应近似中没有对应物。我们发现，这些越来越蓝移的多极等离子体变得光谱更突出，在较短的探针到表面的分离和减少纳米球半径。对于选定的金属，我们预测流体动力学多极等离子体是可测量的单个纳米球。
2014-03-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Dielectric response effects in attosecond time-resolved streaked photoelectron spectra of metal surfaces
由亚飞秒极紫外（XUV）脉冲从金属表面释放导带电子以及它们通过固体的传播引起固体中的介电响应，该介电响应作用于光电子波包。我们计算了（唤醒）潜力与此光电子自相互作用的散装和表面等离子体激元激发，并表明，它会引起相当大的，XUV频率依赖的时间转移在激光条纹XUV光电子能谱，这表明观察超快固态介电响应在当代条纹光电子能谱实验。
2011-02-03 cond-mat.other physics.atom-ph physics.optics
Numerical scheme for nonlinear optical response of metallic nanostructure: Quantum hydrodynamic theory solved by adopting effective Schrödinger equation
量子流体动力学理论（QHT）可以描述金属纳米结构中出现的量子电子动力学的一些特征，如空间非局域性，电子溢出和量子隧穿。此外，基于QHT的数值模拟比完全量子力学方法更有效，如使用jeldom模型的时间相关密度泛函理论所示。然而，QHT涉及动能泛函，其实际实现通常会引起显着的数值不稳定性，特别是在非线性光学现象。为了缓解这个问题，我们开发了一个数值解QHT是相当稳定的，即使在非线性政权。我们的方法的关键是用有效的薛定谔方程重写QHT的动力学方程。我们将新方法应用于金属纳米粒子的线性和非线性响应，并将结果与完全量子力学计算进行比较。结果表明，我们的方法的数值稳定性，以及QHT的可靠性和局限性。
2021-09-10 physics.comp-ph physics.optics
Optical response of strongly coupled metal nanoparticles in dimer arrays
从理论上研究了浸没在玻璃基质中的贵金属纳米颗粒二聚体结构阵列的光学响应，最近的实验观察到的银阵列中的表面等离子体激元带的分裂的动机。为了捕捉两个接近的粒子之间的强电磁耦合的银二聚体，光谱表示的多重图像公式已被使用，并采用半经典描述的银介电函数从文献中。研究发现，入射的纵向和横向偏振光的等离子体共振带的分裂强烈地依赖于颗粒的直径和它们之间的分离。我们的结果与最近的实验观察相一致。此外，大的红移的纵向偏振可以再现。进一步计算了二聚体阵列稀悬浮液的反射率谱。
2004-11-07 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Nonlinear optical response of a gold surface in the visible range: A study by two-color sum-frequency generation spectroscopy. II. Model for metal nonlinear susceptibility
我们提出了一个金属表面的非线性光学响应的建模，以占最近的实验结果从双色和频产生实验金。该模型允许计算的表面和散装的贡献，并明确分离自由和束缚电子条款。相反，其他的贡献，垂直表面组件是强烈的模型依赖于通过表面电子密度分布。我们考虑三个电子密度计划在表面上，与自由和束缚电子重叠或溢出的散装，其计算。计算的SFG信号从金属只依赖于批量，不需要一个明确的定义的密度分布。在金的特殊情况下，当自由电子与束缚电子重叠或溢出体时，自由电子响应完全主导通过垂直表面项。当束缚电子溢出时，情况更加平衡，仍然有利于自由电子，具有较低的振幅和不同的色散线形。至于银，自由电子的贡献占主导地位，从蓝色到红色的计算缓慢的振幅增长遵循实验趋势。
2019-05-15 physics.chem-ph physics.optics
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
Quantized plasmon modes for metallic nanoparticles of arbitrary shape with a generic dielectric function
University of Padova（帕多瓦大学）
提出一种基于实验介电函数、适用于任意形状金属纳米颗粒的等离激元模式量子化方法，正确再现准静态极限下的宏观极化，并实现与量子化学分子描述的耦合，为精确建模强耦合等离激元-分子系统奠定基础。
2026-06-19 physics.chem-ph physics.optics
Quantum Surface-Response of Metals Revealed by Acoustic Graphene Plasmons
材料的电磁响应的定量理解是必不可少的最大的，通用的，可控的光-物质相互作用的精确工程。特别是材料表面是增强电磁相互作用和定制化学过程的重要平台。然而，在深纳米尺度下，电子系统的电磁响应受到材料界面处的量子表面响应的显著影响，这对于使用标准光学技术进行探测是具有挑战性的。在这里，我们展示了如何在石墨烯-电介质-金属结构中的超受限声学石墨烯等离子体（AGPs）可以用来探测附近金属的量子表面响应函数，这里通过所谓的Feibelman $d$参数进行编码。基于我们的理论形式，我们介绍了一个具体的建议，实验推断的金属的低频量子响应的量子位移的AGP的色散，并证明了高场限制的AGP可以解决本征量子力学电子长度尺度与亚纳米分辨率。我们的研究结果揭示了一个很有前途的计划，探测金属的量子响应，并进一步建议利用AGPs作为等离子体标尺与ngström尺度的准确性。
2021-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Optical response of noble metal nanostructures: Quantum surface effects in crystallographic facets
贵金属纳米结构是纳米光学中普遍存在的元素，支持等离子体激元模式，其可以将光聚焦到与下面的电子气中的量子限制和空间色散相关联的非局部效应相称的长度尺度。非局部效应对于结晶贵金属自然更突出，其潜在地提供比其非晶对应物更低的固有损耗，并且具有特定的晶体小面，从而产生不同的电子表面状态。在这里，我们采用量子力学模型来描述非经典效应影响的晶体贵金属薄膜的光学响应，并证明这些可以很好地捕获使用一组表面响应函数称为Feibelman $d$参数。特别是，我们表征的$d$ -参数与（111）和（100）晶面的金，银，铜，强调的重要性，表面效应所产生的电子波函数溢出和表面投影带隙出现从原子层反射。然后，我们表明，提取的$d$参数可以直接应用于描述各种感兴趣的纳米级金属形态的光学响应，包括金属超薄膜，石墨烯-金属异质结构托管极其有限的声学石墨烯等离子体，和晶体学多面金属纳米粒子支持本地化的表面等离子体。这里报告的列表$d$ -参数可以规避计算昂贵的第一原理原子模拟来描述微观非局部效应的介观晶体金属表面的光学响应，这是越来越多的控制形态下降到原子长度尺度的最先进的纳米光学实验中变得广泛可用。
2020-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Ab initio phonon coupling and optical response of hot electrons in plasmonic metals
超快激光测量探测金属中激发电子的非平衡动力学，具有越来越高的时间分辨率。电子结构计算可以提供一个详细的微观热电子动力学的理解，但泵探测测量的参数自由的描述还没有可能，尽管深入的研究，因为电子-声子相互作用的唯象处理。我们提出了从头计算预测的电子温度依赖的热容量和电子-声子耦合系数的等离子体金属。我们发现从自由电子和半经验的估计，特别是在贵金属以上的瞬态电子温度为2000 K，因为以前被忽视的电子-声子矩阵元素对电子能量的强依赖性的实质性差异。我们还提出了第一性原理计算的电子温度依赖的介电响应的热电子在等离子体金属，包括直接带间和声子辅助带内跃迁，促进完整的理论预测的时间分辨的光学探针签名在超快激光实验。
2016-07-28 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph physics.optics
Enhanced nonlinear optical response of single metal-dielectric nanocavities resonating in the near-infrared
谐波发生机制在纳米科学和纳米技术中具有极大的兴趣，因为它们允许通过使用近红外辐射来产生可见光，这特别适合于其在生物纳米光子学和光电子学中的无限应用。在这种情况下，多层金属-介电纳米腔被广泛用于纳米尺度的光限制和波导。它们表现出强烈的局部共振，可以方便地在近红外调谐，因此是理想的增强在这个光谱范围内的非线性效应。在这项工作中，我们实验研究了多层金属-介质纳米腔的非线性光学响应。通过设计它们的吸收效率和利用它们固有的界面诱导对称性破缺，与具有相同几何形状和共振行为的金纳米结构相比，我们实现了一个数量级的二次谐波产生效率。特别是，虽然第三阶非线性极化率是可比的散装金，我们估计的第二阶非线性极化率的顺序为1 pm/V，这是可比的典型的非线性晶体。我们设想，我们的系统，它结合了等离子体和介电材料的优点，可能使复合材料和多功能纳米系统的实现在纳米尺度上的非线性光学过程的有效操纵。
2020-10-01 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Plasmonics response of a nanorod in the vicinity of a metallic surface: local approach with analytical solution
在本文中，我们提出了一个解析解的本征模和相应的电场的复合系统的纳米棒附近的等离子体半无限金属系统。具体来说，我们选择银作为纳米棒和半无限金属的材料。该系统由两个具有不同对称性的子系统组成：杆具有对称性，而界面具有矩形。使用边界积分方法，提出了Eyges，我们能够计算分析的积分，缝合在一起的两个系统。最后，这个问题被简化为线性代数问题，其中系统中的所有项都是解析已知的。对于杆和平面之间的大距离，仅需要其中的几个积分，并且可以获得完整的解析解。我们的研究结果是重要的基准其他数值方法，并代表了一个起点，在讨论系统组成的纳米棒和二维材料。
2021-08-13 cond-mat.other physics.optics
Magneto-optical methods for magnetoplasmonics in noble metal nanostructures
利用磁光技术来调节纳米结构的等离子体响应是有源等离子体学中的一个热门话题，对几种基于等离子体的应用和设备具有迷人的影响。对于这个新兴的领域，称为磁等离子体，期望对磁场具有强光学响应的等离子体纳米材料，这通常具有挑战性，难以用纯贵金属实现。为了克服这个问题，已经进行了一些努力来设计和定制金属纳米结构的磁光响应，主要是通过将等离子体和磁性材料组合在单个纳米结构中。在本教程中，我们将重点关注纯等离子体纳米结构中的磁等离子体效应，因为它们是一个有价值的模型系统，可以更容易地合理化磁等离子体效应。最常见的磁光实验方法来测量这些影响的介绍，然后由一个主要的实验观察，讨论的框架内的分析模型开发的合理化磁等离子体效应的审查。讨论了不同的材料，从贵金属到新型等离子体材料，例如重杂质半导体。
2021-03-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Thermal response of double-layered metal films after ultrashort pulsed laser irradiation: the role of nonthermal electron dynamics
研究了亚熔条件下超短脉冲（脉宽τp= 50 fs，激光波长800 nm）激光辐照Cu-Ti双层膜后，考虑非热电子影响的热响应。采用修正的双温模型来考虑非热电子分布的贡献，同时将激光束照射过程中材料光学性质的变化也纳入模型中。理论结果可以提供显着的洞察的物理机制，表征电子动力学，可以促进生产可控的超高强度Cu-Ti合金具有广阔的应用前景。
2014-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Valley-Selective Response of Nanoantennas Coupled to 2D Transition Metal Dichalcogenides
单层（1 L）过渡金属二硫属化物（TMDC）由于其强激子共振和谷选择性响应而在许多光电应用中具有吸引力的材料。1 L-TMDC中的谷激子形成在布里渊区边界的相对点处，产生谷自由度，其可以被视为赝自旋并且可以用作信息传输和处理的平台。然而，在室温下短的谷去极化时间和相对短的激子寿命阻止在片上集成谷器件中使用谷赝自旋。最近已经证明了如何将这些材料耦合到光学纳米天线和超颖表面可以克服这一障碍。在这里，我们回顾了最先进的进展谷选择性定向发射和激子分选在1 L-TMDC介导的纳米结构和纳米天线。我们简要地讨论了1 L-TMDCs的光学性质，特别关注它们的光致发光/吸收光谱、谷去极化动力学和谷霍尔效应。然后，我们回顾了最近的工作纳米结构的谷选择性定向发射从1 L-TMDCs。
2018-05-28 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Isolating the Nonlinear Optical Response of a MoS$_2$ Monolayer under Extreme Screening of a Metal Substrate
本研究利用偏振控制FS-SFG技术分离出MoS₂/Au结中MoS₂单层的非线性光学响应，观测到无激子特征的线性光谱，得到约1.65±0.20eV的准粒子带隙，为极端屏蔽下二维半导体研究及光催化应用提供参考。
2023-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Nonreciprocal plasmonic response of drift-biased two-dimensional metals
Istituto Italiano di Tecnologia（意大利理工大学）；University of Southern Denmark（南丹麦大学）；Danish Institute for Advanced Study, University of Southern Denmark（南丹麦大学丹麦高等研究院）
该研究针对两类二维电子气建立非局部电动力学框架，发现相同漂移参数下抛物线型2DEG非互易性更强，其为可调谐非互易等离激元学提供了有前景平台。
2026-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
