Entangled plasmon generation in nonlinear spaser system under action of external magnetic field
本文从理论上研究了由金属纳米粒子和半导体量子点组成的三粒子或四粒子空间激光系统中局域等离子体激元的量子动力学特性。在平均场近似的框架下，揭示了在spaser系统中观察到单粒子等离子体激元稳定区域的条件，并讨论了这些区域的实现。研究了四粒子散射系统中相邻纳米粒子间的强偶极-偶极相互作用。我们表明，这种相互作用可以导致等离子体激元的自相关函数值的下降。预测了在具有非线性等离子体激子相互作用的三粒子空间激光系统中纠缠等离子体激元的产生。首次提出利用外加磁场控制三粒子Spaser系统中等离子体激元之间的互相关。
2018-02-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
A Tunable Spherical Graphene Spaser
在这项工作中，一个新的结构建议spasing。所提出的spaser是由石墨烯纳米球，它支持局域表面等离子体模式，和量子点阵列，作为增益介质。增益介质由外部激光源泵浦。由于所有的等离子体都是在石墨烯平台上进行的，因此该结构具有高限制和长寿命的相干表面等离子体。所有的结构进行了理论分析，使用全量子力学描述。所提出的spaser的主要优点是它的简单的调谐能力，通过改变石墨烯费米能级，这是通过在制造时间或静电门控化学掺杂执行。我们建议利用所提出的spaser在石墨烯片上激发相干的长程表面等离子体。Spaser的近场耦合到石墨烯片上的表面等离子体激元，并补偿表面等离子体激元和光子之间的大的动量失配。
2017-12-04 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Colloidal-quantum-dot spasers and plasmonic amplifiers
胶体量子点是目前用于照明、显示器和激光器的坚固、高效和可调谐的发射器。因此，当spaser（一种类似激光的表面等离子体激元源）首次被提出时，量子点被指定为理想的等离子体激元增益介质。然而，随后的spaser设计需要一种单一的材料来同时提供增益和定义等离子体腔，这种方法不适合量子点和其他胶体纳米材料。在这里，我们开发了一个更开放的架构，从腔体的增益介质，导致一个通用的类量子点为基础的spasers，允许控制的产生，提取和操纵等离子体激元。我们首先创建高品质因数、像差校正的Ag等离子体腔。然后，我们通过电流体动力学印刷18，19或滴铸结合量子点。在环境条件下的光激发产生高于阈值的单色等离子体激元。该信号被提取，通过集成放大器引导，并聚焦在附近的纳米级尖端，产生强烈的电磁场。这种spaser平台可以在不同的波长、尺寸尺度和几何形状下部署，可以实现更复杂的片上等离子体器件。
2016-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Spaser Spectroscopy with Subwavelength Spatial Resolution
提出了一种基于扫描探针显微镜针尖形式的近场激光器（spaser）的高灵敏度亚波长光谱显微术的新方法。高空间分辨率是由尖端的曲率定义的，就像无孔扫描近场光学显微镜一样。与后一种方法相比，我们建议使用无辐射等离子体激元泵浦相邻的量子点，而不是由外部激光束照射的尖端。分析了Spaser的产生谱。等离子体激元的产生由于在研究中的相邻纳米物体（分子或簇）的跃迁频率处的吸收而被抑制。结果，在宽的等离子体激元产生光谱中出现窄的凹陷。此外，在spaser产生阈值附近实现最高灵敏度。估计了Spaser光谱显微镜的灵敏度。
2012-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Three-level Spaser System: a Semi-Classical Analysis
我们从理论上研究了一个纳米粒子激光系统，它由一个球形银纳米粒子嵌入由染料分子组成的球体。染料分子的增益由三能级模型描述，其中最低的两个能级之间的跃迁频率接近纳米球的表面等离子体频率。与Spaser的两能级模型相反，三能级模型考虑了增益介质的高能级之间的有限弛豫时间。这些弛豫过程影响spaser阈值和在连续波制度中产生的等离子体激元的数量。虽然对于spaser的两能级模型，产生的等离子体激元的数量对增益具有线性依赖性，但对于三能级模型，这种依赖性变为二次依赖性。
2021-12-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spaser in Coupled Metamaterials: The gain effect in a magnetic plasmon waveguide
损耗是等离子体集成光路和超材料中的关键问题。为了解决亚波长磁等离子体波导中的损耗问题，将Er，Yb共掺增益材料引入到由纳米线链组成的磁等离子体波导中。选择磁等离子体激元模式和高阶模式作为信号光和泵浦光，以提高辐射和泵浦效率。研究了不同Er 3+掺杂浓度和信号衰减时间下，信号光在波导中的传输情况。结果表明，当掺杂浓度和信号衰减时间超过一定阈值时，增益效应不仅可以补偿损耗，而且可以放大信号。
2010-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.atom-ph
Proposed Graphene Nanospaser
我们发现，石墨烯单层与多量子阱系统耦合可以形成石墨烯spaser，它是石墨烯中表面等离子体激元的相干量子发生器。石墨烯spaser的有源元件是多量子阱系统，其设计类似于量子级联激光器的有源元件的设计。在多量子阱系统的实际参数下，石墨烯单层中的spasing可以在石墨烯的有限掺杂和等离子体激元频率0.15 eV下实现，该频率接近多量子阱系统中的子带间跃迁的典型频率。
2013-10-19 cond-mat.mes-hall
A Comparative Study of Coherent and Incoherent Drives in Four-Level Quantum Dot-Based Spaser
本文理论比较了四能级量子点等离激元纳米激光器在相干与非相干泵浦下的特性，发现非相干泵浦更适合连续模式，且共振峰与泵浦类型无关，峰值幅度受泵浦速率影响。
2024-02-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Observation of Majorana Plasmon by Molecular Topological Superconductor and Its Topological SPASER
等离子体激元，电子的量子化集体振荡，已经在金属和半导体中观察到。这种大质量的电子一直是等离子体和光学超材料研究的基本成分。1此外，在石墨烯、二维电子系统和拓扑绝缘体（TI）中也观察到了狄拉克等离子体。体价带的非平凡Z2拓扑结构导致TI中表面上出现无质量的狄拉克费米子。2，3尽管狄拉克等离子体可以通过额外的光栅或图案化形成，但它们的特性预示着在太赫兹和中红外频率范围内可调谐的新型等离子体超材料。4最近，马约拉纳费米子已通过各种拓扑超导体（TSC）得到验证。特别是在多环芳烃（PAHs）中发现了量子化和成对的自旋波，在多环芳烃的有机晶体中发现了Majorana铰链和角模。有趣的是，规律性和周期性可以在晶体的xy平面中用作TSC谐振器的图案化。在这里，首先，我们报告的实验证据马约拉纳等离子体激元激发的分子拓扑超导体（MTSC）。它是由MTSC谐振器与不同堆叠数的HYLION-12。将载流子分布到多个MTSC谐振器中增强了等离子体共振频率和幅度，这与传统半导体超晶格中的效果不同。6，7无质量马约拉纳费米子共振的独特载流子密度标度律的直接结果被证明。此外，拓扑表面等离子体激元放大受激发射的辐射（SPASER）也首次从MTSC谐振器创建。它有两个相互时间反转的手性表面等离子体模式携带相反的拓扑电荷。
2021-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Spaser and optical amplification conditions in gold-coated active nanoparticles
由于其许多潜在的应用，有越来越多的兴趣研究混合系统组成的光学活性介质和等离子体超材料。在这项工作中，我们专注于一个特定的系统，它由一个光学活性的二氧化硅核覆盖的金壳。我们发现，spaser（表面等离子体激元放大由辐射的受激发射）的条件，可以发现在极点的散射截面的系统，一个结果，仍然有效的几何形状研究。我们探索了广泛的参数，涵盖了大多数通常的实验条件下的几何系统和激发波长。我们表明，spaser产生的条件必然要求完全的损失补偿，但相反的情况不一定是真的。我们的研究结果，这是独立的详细响应的活性介质，提供所需的增益和波长的spasers，可以产生一个特定的几何形状，也讨论了可能性，把系统变成光放大器和SERS（表面增强拉曼光谱）基板具有巨大的增强。我们相信，我们的研究结果可以找到许多应用。特别是，他们可以是有用的实验研究类似的系统，调整实验条件和解释结果。
2016-11-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Proposal for a Self-Excited Electrically Driven Surface Plasmon Polariton Generator
我们提出了一种表面等离子体激元（SPPs）的发生器，不像spasers或等离子体激元激光器，不需要在系统中的受激发射。它的工作原理是基于一个正反馈，一个经典的振荡偶极子的经验，从一个反射表面位于其近场。发生器设计包括两个金属表面之间的纳米腔，其内部含有金属纳米颗粒。整个结构被放置在棱镜表面上，该棱镜表面允许检测Kretschmann配置中所生成的SPP。产生过程由施加在腔的金属盖之间的中等恒定电压驱动。发电机的发电判据和稳态运行进行了讨论。
2016-08-09 cond-mat.mes-hall
Self-excitation of surface plasmon polaritons
从第一性原理出发，预测了等离子体纳米腔中表面等离子体自激发（SESP）的新效应，并发展了其理论。它被假定为腔是由两种金属之间的纳米间隙，并包含可极化的夹杂物。从结构的并矢格林函数出发，导出了腔体内的场方程。结果表明，在一定条件下，场变得不稳定，导致其自激。导出了自激阈值判据和自激振荡频率的解析表达式。SESP效应被解释为从腔壁反射的场所提供的夹杂物的偏振的正反馈。这种机制并不意味着区别于SPASER或等离子体激元激光器的受激发射。
2015-11-16 cond-mat.mes-hall
Eigenstate control of plasmon wavepackets with electron-channel blockade
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), National Metrology Institute of Japan (NMIJ)（国家先进工业科学技术研究所（AIST），日本国家计量院（NMIJ））；University of Osaka（大阪大学）；Institute for Open and Transdisciplinary Research Initiatives, University of Osaka（大阪大学开放与跨学科研究倡议研究所）；Center for Quantum Information and Quantum Biology (QIQB), University of Osaka（大阪大学量子信息与量子生物学中心（QIQB））；James Watt School of Engineering, Electronics and Nanoscale Engineering, University of Glasgow（格拉斯哥大学詹姆斯·瓦特工程学院电子与纳米工程方向）；Department of Applied Physics, University of Tokyo（东京大学应用物理系）；Center for Emergent Matter Science, RIKEN（理化学研究所物质结构科学中心）
通过电子通道阻塞效应，利用腔体实现对等离子体波包本征态的精确控制，提升量子电路的稳定性和可控性。
2025-11-22 cond-mat.mes-hall
Time-resolved investigation of plasmon mode along interface channels in integer and fractional quantum Hall regimes
量子霍尔（QH）边缘通道不仅出现在电子气的边缘，而且出现在两个具有不同填充因子的QH区域之间的界面上。然而，这种接口通道的基本传输特性还没有得到很好的理解，特别是在高频制度。在这项研究中，我们调查的界面等离子体激元模式沿边缘的金属栅电极与非门控和门控QH区域在整数和分数QH制度使用的时间分辨测量方案。观察到的等离子体波延迟和加宽，由于周围的通道形成的电荷池的影响。等离子体激元模式的电荷速度和扩散常数通过使用分布式电路模型分析波形来评估。我们发现，在门控区的导电水坑诱导等离子体激元输运显着的耗散。例如，通过在非门控区制备分数态和在门控区制备整数态，获得了具有相当快速度的分数界面沟道，而交换配置中的沟道是相当耗散的。这揭示了一个高质量的接口通道，提供了一个干净的路径来传输分数电荷研究各种分数QH现象。
2021-09-06 cond-mat.mes-hall
Plasmon scattering approach to energy exchange and high frequency noise in nu=2 quantum Hall edge channels
在填充因子nu= 2的量子霍尔制度的边缘间通道相互作用进行了分析内的等离子体散射形式主义。我们推导出边缘通道之间的能量重新分配和高频噪声，这是充分表征低能量等离子体散射的解析表达式。在强相互作用的限制，能量重新分配的预测与最近的实验数据进行比较，并发现再现大部分观察到的功能。通过假设25%的注入能量朝向其他自由度损失，可以实现定量一致性，所述其他自由度可能是针对平滑边缘电势预测的附加无间隙激发。
2009-10-14 cond-mat.mes-hall
Controlling phonon emission with plasmonic metamaterials
它示出，等离子体超材料纳米结构可用于降低电子-声子散射率，通过提供一种替代的，快速的电子-等离子体散射通道。由于等离子体-声子和等离子体-光子散射过程相对缓慢，这提供了针对声子发射的热电子等离子体保护的机制。存储/保护的能量可以通过类似于拉比振荡、等离子体共振能量转移（PERT）或等离子体的形成的过程返回到单粒子通道。这种效应可以用来控制各种电子系统中的声子散射，例如太阳能电池或高Tc超导体。
2012-12-22 cond-mat.mes-hall
Plasmon modes of coupled quantum Hall edge channels in the presence of disorder-induced tunneling
耦合量子霍尔边缘通道显示有趣的非平凡模式，例如，在朗道能级填充因子2和2/3的电荷和中性模式。我们提出了一个适当的和有效的模型，库仑相互作用和无序诱导隧穿的耦合电容和隧穿电导的特点，分别。该模型解释了如何传输本征模，在相互作用和无序为主的制度，改变与耦合电容，隧穿电导，和测量频率。我们提出了频域和时域传输实验，从本征模式可以确定使用这个模型。
2021-08-07 cond-mat.mes-hall
Surface plasmon polaritons in topological insulator
研究了拓扑绝缘体-真空界面上的表面等离子激元。当铁磁耦合导致时间反演对称性破缺时，表面态表现出磁光克尔效应。这种效应产生了一种新的横向型表面等离子体激元，除了纵向型。具体地说，这两种类型包含三个不同的通道，对应于菲涅耳反射矩阵行列式的极点。所有三个通道的表面等离子激元显示紧密的限制，长寿命，并显示出强烈的光-物质耦合的偶极发射。
2014-04-18 cond-mat.mes-hall
Beating plasmonic losses with an intrinsic channel of gain: the cases with Ag and Al
一个基本的方法表明，真正的表面效应可能会不稳定的表面等离子体波（SPWs）支持的金属和电介质（通常是真空）之间的界面上，并引起这些波的增益的固有通道。综合考虑了带间跃迁效应和介电效应，提出了一个完整的表面等离子体波理论。实验结果，特别是在过度补偿SPW所遭受的能量损失的可能性方面，举例说明了两种常见的等离子体材料：银（Ag）和铝（Al）。在这两种金属中，由于不同的原因，固有的增益通道已大幅减少，但不足以过度补偿损失。在Ag中，带间跃迁效应显著削弱了本征增益通道，使其不能过度补偿损耗，而在Al中，这是因为损耗率太大。然而，我们发现有可能通过用中等电介质代替真空来提高本征增益率，从而可以在Ag中过度补偿损耗。这一预测已准备好进行实验性开发。
2017-07-21 cond-mat.mes-hall
Plasmon and coupled plasmon-phonon modes in graphene in the presence of inter-band excitation channels
采用图解自洽场论对石墨烯中的等离子体激元和耦合等离子体激元-声子模式进行了理论研究。结果表明，通过带内和带间跃迁通道可以激发出两个等离子体激元模和四个耦合的等离子体激元-声子模。研究发现，随着q值和载流子密度的增加，石墨烯中的等离子体激元模与光-声子模的耦合增强。耦合等离子体声子模式表现出一些有趣的功能，可以用来实现等离子体器件。我们的研究结果表明，载流子-声子相互作用应该被认为是理解和解释的基本电子激发在石墨烯的属性。
2011-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Surface and volume plasmons in metallic nanospheres in semiclassical RPA-type approach; near-field coupling of surface plasmons with semiconductor substrate
随机相位近似半经典方案描述的等离子体激元激发在大的金属纳米球，半径范围为10-60 nm，制定在一个全解析的版本。确定了等离子体激元的光谱，包括表面型和体积型激发及其相互连接。的各种渠道的阻尼表面等离子体激元的评价和相关的共振位移与实验数据相比，不同大小的金属纳米粒子位于介电介质或半导体衬底上。从表面等离子体激元振荡到衬底半导体的能量转移的强烈增强解释在政权的近场耦合与最近的实验观察金属nanomodified光电二极管系统。
2009-12-26 cond-mat.mes-hall
Electrically generated surface plasmons by electroluminescence of individual carbon nanotube field effect transistor
我们演示了实现电驱动的表面等离子体激元集成源。发光的单个单壁碳纳米管场效应晶体管是在等离子体激元就绪平台中制造的。该装置在环境条件下操作，以充当位于接触金电极附近的电致发光源。我们发现，从半导体通道的光子发射可以耦合到传播的表面等离子体激元发展中的电气终端。动量空间光谱表明，激发等离子体激元模式绑定到金属-玻璃界面。我们的研究结果强调了最先进的纳米光电子器件和等离子体结构之间的高度兼容性。
2013-03-28 cond-mat.mes-hall
Energy transfer channels of the plasmon excitation process in STM tunnel junctions
我们研究了扫描隧道显微镜针尖和金属衬底之间的间隙等离子体激元的衰减，激发的非弹性隧穿电子。隧穿电子的激发能量分为电阻耗散和电磁辐射两大类，它们又可以进一步分为四个不同的通道，包括针尖上的SPP通道、衬底上的SPP通道、空气模式通道和直接猝灭通道。我们发现，大部分的激发能量去表面等离子体激元的金属STM针尖，而不是在基板上。尖端直接淬火也占相当大的比例，特别是在高频区。
2017-10-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Oscillatory Size-Dependence of the Surface Plasmon Linewidth in Metallic Nanoparticles
研究了金属纳米粒子光吸收光谱中，以电子-空穴对衰减为主要通道时，表面等离子体共振的线宽。在一个半经典的方法，我们发现，电子空穴密度密度相关振荡作为粒子的大小的函数，导致线宽的振荡。这一结果在碱金属和贵金属颗粒的数值上得到了证实。虽然线宽可以强烈增加，但当颗粒嵌入基质中时，振荡持续存在。
2002-04-09 cond-mat.mes-hall
Universal description of channel plasmons in two-dimensional materials
抑制表面等离子体激元以控制其传播方向对于未来的光电子器件具有极其重要的意义。在这里，我们发展了一种有效折射率方法来描述和表征二维材料的通道等离子体激元（CPP）沿V形通道引导的属性。专注于石墨烯的情况下，我们推导出一个通用的薛定谔方程，从该方程可以确定在任何给定频率的石墨烯CPP和相应的场分布的色散关系，因为它们取决于结构的几何形状。然后将结果与更严格的理论进行比较，获得了非常好的一致性。我们的计算表明，石墨烯和其他二维材料中的CPP是实现光的深亚波长波导的有吸引力的候选者，具有作为下一代可调谐光子器件的有源元件的潜力。
2017-05-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
Hybrid Metal-Graphene Plasmons for Tunable Terahertz Technology
在其许多突出的特性中，石墨烯支持太赫兹表面等离子体波-与紧密定位在表面附近的电磁场连接的亚波长电荷密度振荡[1，2]。当这些波被限制在有限尺寸的石墨烯时，等离子体共振出现，其特征在于在石墨烯的相对边缘处交替电荷积累。这种结构的谐振频率取决于尺寸和表面电荷密度，并且可以通过施加栅极电压在整个太赫兹范围内进行电调谐[3，4]。然而，可调谐石墨烯THz等离子体激元的前景尚未实现，因为大多数提出的包括检测器、滤波器和调制器的光电子器件[5-10]期望吸收或透射的接近全部调制，并且需要与石墨烯的电接触-使用现有等离子体激元结构难以满足的约束。我们在这里报告了一类新的等离子体共振，发生在混合石墨烯-金属结构。亚波长金属触点形成用于积累电荷的电容网格，而窄交错石墨烯通道（至第一阶）用作可调谐电感介质，从而形成与入射太赫兹波谐振匹配的结构。我们通过实验证明了在现成的大面积石墨烯中接近理论最大值的共振吸收，这是太赫兹探测器和可调谐吸收器的理想选择。我们进一步预测，使用高迁移率石墨烯将允许谐振THz透射率接近100%，实现可调谐THz滤波器或调制器。该结构与入射的THz辐射强耦合，并且解决了如何将可调谐等离子体通道并入具有电接触的设备中的基本问题。
2015-07-10 cond-mat.mes-hall
Proposal for compact solid-state III-V single-plasmon sources
我们提出了一个紧凑的单等离子体激元源工作在近红外波长的集成III-V族半导体平台上，薄脊波导作为等离子体激元通道。通过在沟道上附加一个超小腔，可以显著提高等离子体激元产生效率（β）和自发衰减到沟道中的速率。与洛伦兹互易定理得出的分析模型捕获的主要物理参与的源的设计，并产生良好的协议与设备的全矢量模拟的结果。在共振时，预测超小腔将β因子增加70%，并将自发衰变率提高20倍。所提出的设计可以为集成和可扩展的等离子体量子网络铺平道路。本设计与其他全介电竞争的方法进行了比较。
2012-02-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmonic graphene photodetector based on channel photo-thermoelectric effect
我们提出了一种片上CMOS兼容的石墨烯等离子体光电探测器的基础上发生在整个均匀的石墨烯通道的光热电效应（PTE）。所提出的光电探测器结合了长距离介质加载表面等离子体激元（LR-DLSPP）波导与金属条同时作为等离子体激元支撑金属材料和金属电极之一。横向磁（TM）等离子体激元模式的大的平面内分量可以有效地耦合到石墨烯，从而导致整个石墨烯沟道上的大的温度增加，其中最大值位于金属条边缘处。结果表明，在1550 nm的通信波长下，仅用几十μW的输入功率就可以获得超过12000 K的电子温度。即使有诸如石墨烯的熔化温度（T= 4510 K）的限制，在1550 nm的电信波长处也可以实现超过至少200 A/W的响应度。它还表明，在一定的操作条件下，PTE通道光电流可以从光伏和pn结PTE的贡献提供了一种有效的方式，优化整体光电探测器的性能隔离。
2019-10-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Surface plasmon polaritons on soft-boundary graphene nanoribbons and their application as voltage controlled plasmonic switches and frequency demultiplexers
石墨烯片门与脊状接地平面，创建一个软边界（SB）石墨烯纳米，被认为是。通过调整脊参数和偏压，可以在石墨烯上创建可以引导TM表面等离子体激元（SPP）的通道。发现了两种模式：基本模式和高阶模式，没有明显的截止频率，能量分布在整个通道上;边缘模式，能量集中在软边界边缘。这些模式的色散曲线，电近场图案，和电流分布的确定。由于能量集中在边缘模式的位置可以很容易地通过偏置电压和频率进行电子控制，边缘模式现象被用来提出一种新的电压控制等离子体激元开关和等离子体激元频率解复用器。
2013-09-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Gap and channelled plasmons in tapered grooves: a review
锥形金属凹槽已经被证明可以支持等离子体激元-金属-电介质界面处的自由电子的电磁耦合振荡-跨越各种配置和V形轮廓。这种等离子体激元可以分为两类：间隙表面等离子体激元（GSPs），其被横向限制在锥形凹槽侧壁之间并且沿着凹槽轴线或垂直于平面表面传播;以及通道等离子体激元（CPP），其占据锥形凹槽轮廓并且仅沿着凹槽轴线传播。GSP和CPP都具有各种独特的特性，非常适合广泛的尖端纳米等离子体技术，包括超紧凑光子电路，量子光学组件，增强型芯片实验室设备，高效的光吸收表面和先进的光学滤波器，同时还提供了一个利基平台来探索等离子体激发及其相互作用的基础科学。在这篇综述中，我们提供了锥形凹槽中等离子体激元的研究现状更新，首先介绍了GSPs和CPP的理论和重要特征，然后概述了它们能够或改进的广泛应用。我们涵盖了可以制造锥形槽结构的技术，特别是强调晶圆级生产方法，并概述了各种基于光子和电子的方法，可用于发射和研究GSP和CPP。最后，我们讨论了进一步开发等离子体锥形槽设备所面临的挑战，并考虑了这一选择但可能影响深远的主题领域所提供的未来方向。
2015-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Complex band structure and plasmon lattice Green's function of a periodic metal-nanoparticle chain
当金属纳米颗粒链中的表面等离子体共振在一个点处被激发时，响应信号通常会由于吸收和辐射损失而沿着链衰减。衰减长度是这种等离子体系统中的关键参数。通过对等离子体晶格格林函数的研究，我们发现衰减长度一般由两个指数衰减常数和一个幂律衰减常数决定，前者的相位因子对应于导向布洛赫模，后者的相位因子对应于自由空间光子。结果表明，吸收和辐射衰减通道之间的高度相似性。通过分析变换后复倒易空间中格林函数的极点（和相应的留数），了解实空间格林函数的主要衰减通道。
2009-01-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantum plasmonics with a metal nanoparticle array
我们研究了金属纳米颗粒阵列作为纳米光子量子通信的通道和量子等离子体干涉的产生。我们考虑了量子态的转移，包括单量子比特作为等离子体波包，并通过比较量子理论与经典电磁理论的预测，强调了量子力学描述的必要性。包括在金属中的损失的影响，从而把我们的调查到一个实际的设置，并使现实的纳米粒子阵列的性能作为等离子体量子信道的量化。我们探讨了单等离子体激元的干扰，发现与等离子体激元激发的量子特性相关的非线性吸收效应。这项工作突出了使用纳米光子周期性系统用于量子等离子体应用的优点和缺点，例如量子通信和量子干涉的产生。
2012-06-22 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Trapping and guiding surface plasmons in curved graphene landscapes
我们证明，石墨烯放置在结构化衬底的顶部提供了一种新的方法捕获和引导表面等离子体。具有空间上变化的曲率的单层石墨烯在弯曲区域（诸如凸块、隆起和阱）附近表现出对石墨烯等离子体的有效捕获电势。我们推导了描述这种弯曲石墨烯引导的局域通道等离子体激元的控制方程，并通过第一性原理数值模拟验证了我们的理论。所提出的限制机制使等离子体激元引导的最大曲率的区域，它提供了一个通用的平台，用于操纵光在平面景观。此外，孤立的变形的石墨烯，如凸点，以支持本地化的表面模式和共振，提出了一种新的方式来工程等离子体超颖表面。
2015-08-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Routing surface plasmons by a quantum-dot nanostructure: nonlinear dispersion effects
在量子信息处理中，通常采用单量子发射器的线性波导作为路由器来构建量子网络。在这里，我们研究了非线性色散对单表面等离子体激元的量子路由的影响，两个金属纳米线与一对量子点之间。利用实空间中的全量子理论，我们得到了单个表面等离子体激元在一对量子点散射下进入两个等离子体激元波导的四个出口的路由概率。结果表明，通过适当地设计点间距离和点-等离子体激元耦合，表面等离子体激元在等离子体激元波导通道之间的路由能力可以显著高于由具有线性色散的单发射极波导形成的相关网络。有趣的是，目前的二次色散在波导传递的表面等离子体激元输运的明显Fano样的共振。因此，所提出的双点配置可以用作用于控制等离子体波导中的表面等离子体激元路由的鲁棒量子路由器和等离子体Fano类共振控制器。
2017-11-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Polaritons in two-dimensional parabolic waveguides
由二维（2D）材料支持的高度受限的极化激元套件构成了纳米光学的通用平台，提供了在深亚波长尺度上引导光的手段。特别是石墨烯，由于其支持长寿命等离子体激元的能力而引起了相当大的兴趣，这些等离子体激元可以通过电子门控进行主动调谐。虽然石墨烯优异的光电性能在等离子体中被广泛利用，但其机械柔性在相同的背景下仍然相对不足。在这里，我们提出了一个半解析的形式主义来描述等离子体激元和其他极化激元支持的波导弯曲成抛物线形状的2D材料。具体地，对于石墨烯抛物线，我们的理论揭示了与石墨烯等离子体相关联的已经很大的场限制可以通过将原本平坦的石墨烯片弯曲成抛物线形状来显著增加，从而形成等离子体波导，而不会经由图案化引入潜在的有损耗的边缘终端。此外，我们表明，在二维抛物波导中与这种通道极化激元相关的高场约束可以增强抛物顶点附近量子发射体的自发发射率。我们的研究结果一般适用于二维极化激元在原子级薄的材料上沉积到凹槽或楔准备在基板上或自由悬挂在一个准抛物线（悬链线）形状。我们设想，可以利用2D材料的光电和机械灵活性来产生具有多功能特性的2D通道极化激元，这些特性可以应用于广泛的纳米光学功能，包括亚波长极化激元电路和明亮的单光子源。
2021-08-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmonic materials for energy: from physics to applications
等离子体激元材料，可用于现有的和新兴的应用等离子体激元可再生能源技术，独特的物理机制进行了审查。表面等离子体激元（SP）模式-传播表面等离子体激元（SPPs）和局域表面等离子体激元（LSP）-作为集体光子-电子振荡的混合性质使它们成为能量应用的有吸引力的候选者。等离子体结构附近的高密度光学状态增强了光吸收和发射，使得能够局部加热，并驱动热表面和冷表面之间的近场热交换。SP模式将吸收的光子的能量直接引导到自由电子，并且所产生的热电子可以用于热电、光伏和光催化平台。使用等离子体的优点和缺点超过传统技术的太阳能和废热收集进行了讨论，等离子体预计将导致性能改进的其他方法无法实现的领域被确定。
2013-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph
