Plasmonic resonances in the chain of spheroidal metallic nanoparticles on the dielectric substrate
本文在局域场近似下研究介电基底上长椭球金属颗粒链的等离激元共振，推导横向链极化率与共振频率，分析谱移及材料和介电环境影响，并确立理论适用范围。
2024-12-30 physics.optics
Resonance pressure of electromagnetic radiation on metal nanoparticle
在接近表面等离子体激元振动的频率下，考虑了电磁辐射压力对球形金属纳米颗粒的影响。在辐射压力的作用下，金属纳米粒子的极化率成为一个张量。导出了平面偏振光和圆偏振光的共振压力分量的表达式。我们已经证明，共振压力可以基本上取决于非球形纳米颗粒的形状及其相对于光传播方向和光偏振的取向。
2022-03-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Surface Plasmon Polariton Assisted Optical Switching in Noble Metal Nanoparticle Systems: A Sub-Band Gap Approach
在一本建议的书章节中，在子带隙形式主义中讨论了贵金属纳米颗粒系统中的表面等离子体激元辅助光开关。
2015-04-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Metallic nanoparticle on micro ring resonator for bio optical detection and sensing
我们研究了金属纳米颗粒对环形谐振器的独特影响，特别是多个Au纳米颗粒对片上四端口结构的微环形谐振器的影响。对于Au纳米颗粒，由于其具有比空气小的真实折射率和大的吸收折射率，我们发现其环形谐振波长发生了蓝移，而不是通常观察到的介电纳米颗粒的红移。滴口强度强烈地依赖于纳米颗粒的数量和尺寸，而与纳米颗粒的位置相对无关。还讨论了Au的穿透深度与共振模式倏逝尾之间的相关性，以揭示Au纳米颗粒用于检测、传感和纳米医学的独特性质。
2010-08-02 cond-mat.mes-hall 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
Analytical study of the plasmonic modes of metal nanoparticle circular array
我们分析了金属纳米颗粒圆形阵列的等离子体模式。给出了本征模问题的封闭形式解。对于每一个极化，等离子体模式与最高的质量被发现是一个反相模式。我们发现，在辐射损失的显着抑制可以理解为在辐射线宽的偶极辐射项的取消。剩余的有限辐射线宽随着粒子数的增加而指数减小。
2007-12-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Bounds on quantum confinement effects in metal nanoparticles
利用量子盒模型研究了金属纳米颗粒介电常数的量子尺寸效应。由于量子限制效应的介电常数和弛豫率推导出明确的上限和下限。这些界限进行了数值验证，并提取的经验Drude尺寸参数的尺寸依赖性和频率依赖性的模型。结果表明，经验修改的介电函数的常见做法可能会导致不准确的预测高度均匀分布的有限尺寸的颗粒。
2018-03-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Tuning the plasmon resonance of metallic tin nanocrystals in Si-based materials
研究了金属锡纳米粒子嵌入硅基基质材料的光学性质。采用射频磁控溅射法制备含有纳米颗粒的薄膜，然后进行非原位热处理。用透射电子显微镜测定了纳米粒子的形状和尺寸分布，发现纳米粒子都是球形的金属锡粒子，当以SiO2和非晶硅为主体材料时，观察到纳米粒子中存在局域表面等离子体共振。光学光谱显示，局部表面等离子体共振是在约5.5 eV的锡纳米粒子在SiO2，在约2.5 eV的非晶硅。SiO2中的锡纳米颗粒的尺寸可以通过改变薄膜的锡含量来改变;这被用来调节局部表面等离子体共振。
2010-05-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Wavelength dependence of laser-induced nanowelded microstructures assembled from metal nanoparticles
金属纳米颗粒的基于光的镶嵌是特别感兴趣的，因为它提供了用于将纳米颗粒转化为微结构和制造纳米器件的方便和可控的手段。在这里，我们证明了激光诱导的银纳米粒子（AgNPs）的散射形状的波长依赖性。我们观察到，仅由405 nm激光照射形成的微结构比由405 nm和532 nm激光照射形成的微结构分支更多。我们通过几个紧凑性描述符量化了这一观察结果，并研究了532 nm激光功率的依赖性。更重要的是，为了理解实验观察，我们制定和测试的假设，通过计算波长依赖的电场增强由于表面等离子体共振的AgNP和屏蔽的微结构时，在两个波长的光照射。基于这些计算中焊接AgNP的“热点”的不同图案，数值模拟成功地“再现”了不同形状的焊接微观结构，支持了我们的假设。这项工作表明了基于光的控制金属纳米颗粒的激光诱导散射微结构的形状的可能性。这项工作有望促进金属纳米颗粒更好的复合策略的发展，以获得更广泛的应用。
2023-02-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmonic modes in periodic metal nanoparticle chains: A direct dynamic eigenmode analysis
我们展示了一个有效的本征分解方法分析金属纳米颗粒链中的导模。该方法的优点是可以同时显示色散关系和模式质量。它还可以分离材料和几何性质，因此其效率不依赖于材料极化率的复杂性。应用该方法分析了单金属链和双金属链的导模。更准确的动态偶极极化率通常给出一个红移与广泛使用的准静态偶极极化率与辐射校正的结果相比。
2006-10-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
Metal nanoparticles with sharp corners: Universal properties of plasmon resonances
我们预测同时发生的两个基本现象的金属纳米粒子具有尖锐的角落：第一，主要的等离子体偶极模式经历强烈的红移与减少角落曲率半径;其谐振频率控制的顶角的角落和归一化（颗粒尺寸）的角落曲率。第二，分裂的等离子体激元模式在拐角处经历强局部化。总而言之，这为定制金属纳米结构铺平了道路，提供局部等离子体激元的波长选择性激发以及线性和非线性光学现象的强近场增强。
2012-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Influence of nanoparticle-graphene separation on the localized surface plasmon resonances of metal nanoparticles
我们发展了一个理论来模拟石墨烯衬底与金属纳米颗粒中局域等离子体共振的相互作用。石墨烯衬底上的表面等离子体共振的影响进行了描述，使用一个有效的背景介电常数，这是来自使用静电方法的赝粒子的概念。为此，研究了金属纳米颗粒与石墨烯片的相互作用，以获得沉积在石墨烯基底上的金纳米颗粒的光谱。然后，我们引入了一个基于偶极近似的因子来预测纳米颗粒和石墨烯的分离对纳米颗粒的局域等离子体共振的光谱位置的影响。我们将该理论应用于放置在1.5 nm石墨烯层附近的4 nm半径金纳米球。结果表明，当纳米颗粒远离石墨烯时，等离子体共振位置出现蓝移。
2015-12-02 physics.optics
Exciton-Plasmon Coupling Effects on the Nonlinear Optical Susceptibility of Hybrid Quantum Dot-Metallic Nanoparticle System
从理论上研究了在强控制场和弱探测场作用下，激子-等离子体激元耦合对金属纳米颗粒和半导体量子点相干耦合混合系统三阶光学非线性的影响.
2013-07-22 physics.optics
Dressed states of a quantum emitter strongly coupled to a metal nanoparticle
混合分子-等离子体纳米结构已经证明了它们在纳米尺度上的表面增强光谱学、传感或量子控制方面的潜力。在这项工作中，我们研究了强耦合制度，并明确描述了金属纳米粒子的局域等离子体激元和量子发射体的激发态之间的杂化，提供了一个简单而准确的理解的能量交换完全类比腔量子电动力学处理和修饰原子图片。近场发射和远场辐射进行了讨论，揭示了丰富的光学纳米晶体。
2017-07-04 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Relaxation of a Quantum Emitter Resonantly Coupled to a Metal Nanoparticle
当局域表面等离子体模式通过与激发的量子偶极子的共振耦合被激发时，量子偶极子发射体附近的金属纳米颗粒的存在显著地改变了弛豫动力学：它不再由指数衰减描述，而是表现出阶梯状行为。这种弛豫过程的主要物理结果是，发射主要由金属纳米颗粒决定，具有相当大的延迟。大量的系统参数在我们的分析描述打开了新的可能性，控制量子发射动力学。
2013-11-21 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
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
Design of metallic nanoparticles gratings for filtering properties in the visible spectrum
利用金属纳米颗粒中的等离子体共振来产生有效的光学滤波功能。采用有限元法对金属纳米颗粒光栅进行建模。该方法的准确性是通过比较数值计算结果与测量上的二维光栅的金纳米柱与椭圆截面。然后进行参数分析，以设计有效的过滤器与偏振相关的属性连同在可见光范围内的高透明度。纳米颗粒光栅的行为也使用麦克斯韦-加内特均匀化理论建模，并通过与单个纳米颗粒的衍射进行比较进行分析。所提出的结构旨在包括在光学系统中，可以找到创新的应用。
2015-10-13 physics.optics
Subwavelength plasmonic kinks in arrays of metallic nanoparticles
我们分析了非线性金属纳米粒子阵列的非线性效应。我们证明，这样的等离子体系统的特点是由一个无源响应，它们可以支持耗散开关波（或等离子体扭结）连接不同的极化状态的传播。我们数值研究了等离子体扭结的性质，其特征在于由一个亚波长的范围和可调的速度。
2012-05-31 physics.optics
Collective spontaneous emission of two atoms near metal nanoparticle
我们提出了量子力学方法的集体自发发射（超辐射）的发射体（原子）附近的金属纳米粒子，当发射体的跃迁频率与纳米粒子的局域等离子体共振的频率相一致。我们的方法是基于薛定谔描述和它使用的波函数的状态系统。考虑了发射体之间以及纳米颗粒与发射体之间的相互作用。我们考虑了一个两个辐射源的例子，证明了辐射是通过辐射源的对称态发生的，就像在Dicke超辐射模型中一样。纳米颗粒加速集体自发发射，类似于它如何加速单个发射体的自发发射。来自纳米颗粒附近的两个发射器的辐射比来自两个分离且不相互作用的“纳米颗粒+单个发射器”系统的辐射更快。由于纳米颗粒中的非辐射损失，超辐射效率，即系统中发射光子与初始激发总数的比率小于1。然而，效率是相同的单个和两个发射器附近的纳米粒子。该方法可以直接推广到纳米颗粒附近有许多发射体的情况。
2014-10-15 physics.optics
Slow light in dielectric composite materials of metal nanoparticles
我们提出了一种方法，通过使用掺杂金属纳米颗粒的复合材料来减慢光脉冲。的基本机制是相关的饱和吸收附近的等离子体共振的泵浦-探测制度，导致强色散的探测折射率和显着降低的群速度。通过使用非共线方案，可以实现43或更大值的总分数延迟。该方案保证了具有可调延迟和太赫兹带宽的简单紧凑的慢光片上器件。
2012-09-17 physics.optics
UV plasmonic properties of colloidal liquid-metal eutectic gallium-indium alloy nanoparticles
由非贵金属如镓制成的纳米颗粒最近由于在UV等离子体激元中的有前途的应用而引起了显著的关注。迄今为止，实验主要集中在固体和液体纯镓颗粒固定在固体基板上。然而，对于许多应用，胶体液体金属纳米颗粒溶液是至关重要的。在这里，我们实验证明了强紫外等离子共振的共晶镓铟（EGaIn）液态金属合金纳米粒子悬浮在乙醇中。我们合理化的实验结果，通过基于米氏理论的理论模型。我们的研究结果有助于了解紫外等离子体共振的胶体液体金属EGaIn纳米粒子悬浮液。他们还将进一步研究紫外等离子体在生物医学成像，传感，可拉伸电子，光声和电化学中的新兴应用。
2018-10-15 cond-mat.soft physics.optics
Exploiting oriented field projectors to open topological gaps in plasmonic nanoparticle arrays
在过去的几年里，在纳米光子学中有多个提案来模拟拓扑凝聚态系统。然而，纳米粒子具有原子所缺乏的自由度，如尺寸或形状，可以用来探索电子学之外的拓扑结构。细长的纳米颗粒可以像长轴方向上的电场的投影仪一样起作用。然后，通过将它们定向在阵列中，可以调整它们之间的耦合，从而允许在无间隙系统中打开间隙。作为一个潜在的使用纳米粒子的拓扑结构的取向的证明，我们研究了一维链的长球形银纳米粒子。我们表明，在这些阵列中的空间调制的极化允许打开的差距，工程师隐藏的晶体对称性和开关的开/关或左/右边缘状态取决于入射电场的极化。这开辟了一条利用纳米粒子的拓扑结构特征超越凝聚态系统类似物的道路。
2022-09-28 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Experimental demonstration of fiber-accessible metal nanoparticle plasmon waveguides for planar energy guiding and sensing
实验证据的模式选择倏逝波功率耦合在电信频率与效率高达75%，从锥形光纤精心设计的金属纳米粒子等离子体波导。波导由一个二维的正方形晶格光刻定义的金纳米粒子的光学薄硅膜。利用光纤拉锥分析了波导的色散和衰减特性。功率传输到这些波导中的高效率解决了传统光学器件和等离子体激元器件之间的耦合问题，并且可以导致高效等离子体激元传感器和光学开关的发展。
2004-05-20 physics.optics
Impact of surface collisions on enhancement and quenching of the luminescence near the metal nanoparticles
金属纳米颗粒中表面等离子体激元（SPPs）的表面诱导阻尼率随颗粒尺寸的减小而增大。我们发现，这种速率也随着模式限制的程度增加，因此阻尼的高阶非辐射SPP模式在球形粒子中大大增强相对于阻尼的基本（偶极）SPP模式。由于高阶模是导致金属表面附近的发光猝灭的模，猝灭程度的增加导致可获得的发光增强量的显著降低
2015-10-01 physics.optics
Influence of metallic nanoparticles on upconversion processes
众所周知，拉曼散射和荧光可以通过金属纳米颗粒的存在而增强。在这里，我们推导出简单的方程来分析金属纳米颗粒对非辐射能量转移或激发态吸收等上转换过程的影响。我们比较所得的表达式与更熟悉的拉曼和荧光的情况下，并找到显着的差异。我们使用数值模拟来计算通过不同半径的金属球可实现的上转换信号增强，并发现在红外频率下半径为100- 400 nm的粒子是有利的。我们还讨论了相当大的挑战，涉及使用金属颗粒，以提高上转换为太阳能。
2009-04-19 physics.optics
Classic Harmonic Oscillator Model of Coupled Metal Nanoparticles with Arbitrary Configuration in Plane
采用经典的谐振子模型研究了平面内任意构型的耦合金属纳米粒子的光学性质。耦合系数是从经典电动力学推导出来的。利用这个模型，我们可以很容易地得到耦合的MNP的光谱随系统的配置和外部光的偏振。进一步揭示了不同结构的远场电场分布。这个模型是我们以前只讨论平行和垂直激发的工作的推广。对相关应用有一定的参考价值
2023-02-23 physics.optics
Optical interaction of the NV- centre in diamond with a plasmonic metal nanoparticle
我们提出了一个严格的理论模型，金刚石中的氮空位（NV）中心和等离子体金属纳米颗粒（MNP）之间的光学相互作用，伴随着一个计算效率高的程序来解决的演变。所提出的模型使我们能够成功地解释现有的光学发射测量的NV中心在存在和不存在的金属纳米粒子。我们表明，NV等离子体相互作用提供了一个多功能的新途径，以提高和控制的NV中心的光发射。可以利用MNP类型和尺寸、NV-MNP中心分离、浸没介质介电常数和NV相对于MNP表面的取向的改变来改进过多的基于NV中心的纳米器件。
2022-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Resonant interaction of optical pulses with plasmonic oscillations in metal nanoparticles
我们推导出包络方程产生的麦克斯韦-洛伦兹模型，并描述在金属纳米颗粒复合材料的等离子体激元振荡的光脉冲的相互作用。发现了一族类似于Maxwell-Bloch中自诱导透明的孤立波解。入射光脉冲的演化进行了数值研究是孤立波的碰撞动力学。这些模拟结果表明，碰撞动力学从接近完美的弹性高度辐射依赖于初始脉冲的相对相位。
2005-10-30 physics.optics
A classical theory for second-harmonic generation from metallic nanoparticles
在这篇文章中，我们发展了一个经典的电动力学理论来研究金属纳米颗粒的光学非线性。将金属中的准自由电子近似为经典的库仑相互作用电子气，用等离子体方程描述它们在外电磁场激发下的运动。该理论进一步适用于研究二次谐波产生。通过详细的实验理论比较，我们验证了这一经典理论以及相关的数值算法。它表明，我们的理论不仅提供了定性的协议与实验，它也再现了实验观察到的二次谐波信号的整体强度。
2009-03-29 physics.optics
Plasmonic effects in rod-like metal-dielectric nanoparticles
本文基于等效长椭球模型研究棒状金属-介电双层纳米颗粒的等离激元光学性质，分析尺寸、形状及核壳材料对极化率和吸收散射截面的影响，并给出获得最大辐射效率的形状与尺寸比建议。
2024-06-30 physics.optics
Terahertz emission from metal nanoparticles due to ultrafast heating
我们从理论上证明，超快加热的金属纳米粒子的激光脉冲应导致产生的相干太赫兹（THz）辐射的热再分布过程中。结果表明，飞秒激光脉冲作用后，电子温度随时间变化的梯度诱导了低频粒子极化，其特征时间尺度约为几分之一皮秒。在定向金属图案的情况下，可以通过改变单个颗粒的几何形状来控制THz脉冲波形。这封信中提出的产生机制可以用来解释最近的实验太赫兹产生的金属纳米粒子和纳米结构。
2017-12-21 physics.app-ph physics.optics
Radiative heat transfer between metallic nanoparticles
在这封信中，我们研究了近场和远场两个纳米粒子之间的辐射传热。我们发现，电介质颗粒的热传递主要是由电偶极-偶极相互作用，金属纳米颗粒的热传递主要是由磁偶极-偶极相互作用。我们引入极化率公式适用于任意值的趋肤深度。虽然金属和介电纳米粒子的传热机制是不同的，我们表明，距离依赖性是相同的。然而，热通量对颗粒半径的依赖性是不同的。
2008-03-06 physics.atm-clus physics.class-ph physics.optics
Photoemission from metal nanoparticles
考虑到局域等离子体激元共振（LPR）的激发以及金属-环境界面处电磁场（EMF）和传导电子质量的变化，讨论并推广了A.Brodsky和Yu.Gurevitch的方法用于金属纳米颗粒的光电发射。新的结果是由于纳米颗粒表面附近电动势强度的增加以及上述表面现象，光电发射电流分别比连续金属膜的情况增加了几倍。研究结果可应用于开发新的光电探测器，光能转换器（太阳能电池）和更多的研究从金属纳米粒子的光电发射。
2011-09-09 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Controlled spatiotemporal excitation of metal nanoparticles with femtosecond pulses
我们讨论了飞秒脉冲与银纳米线和纳米颗粒相互作用的时域有限差分模拟。我们展示了如何在金属表面附近的局部热点可以产生和控制的时空方式。通过使脉冲啁啾使得有效频率随着时间经过与纳米结构的不同空间区域相关联的表面等离子体共振而使得控制成为可能。这种纳米结构对啁啾脉冲的响应可以提供一种编码或解码光学信号的新方法。
2004-06-08 physics.comp-ph physics.optics
Optical properties of metal nanoparticles with no center of inversion symmetry: observation of volume plasmons
我们目前的L形银纳米粒子的光学响应的理论和实验研究。散射光谱表现出几个等离子体共振，敏感地依赖于入射电磁场的偏振。共振的物理起源可以追溯到不同的等离子体激元现象。特别是，一个不寻常的属性的高能量带解释的体积等离子体振荡所产生的纳米粒子的不对称性。
2007-10-16 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Optical and thermal effects in the neighborhood of the spherical layered nanoparticle of the "metallic core -- J-aggregate shell'' structure
本文推导了金属核—J-聚集体壳纳米粒子的极化率关系，揭示其吸收、散射、加热和电场增强均呈现三个杂化等离激元-激子共振峰，并探讨了其在肿瘤光热治疗中的应用。
2024-01-17 cond-mat.soft physics.optics
Cloaking dielectric spherical objects by a shell of metallic nanoparticles
我们表明，介电球体可以被非晶排列的金属纳米颗粒的外壳所掩盖。球壳是一种人工介质，具有可调的有效特性，可以调整，使得球壳和球的散射信号几乎相互抵消。我们提供了一个分析模型的斗篷设计，并证明数字斗篷按要求操作。我们表明，超过70%的球的散射信号可以被抑制在设计波长。公开了当与其它实施方式相比时这种斗篷的优点和缺点。
2011-02-17 cond-mat.other physics.optics
Plasmonic Induced Potential in Metal-Semiconductor Composits
我们利用实验工具，如导电原子力显微镜和静电力显微镜上的光激发的铟锡氧化物衬底上的金纳米粒子阵列。纳米颗粒部分被薄的半导体聚合物覆盖。分析了在金属纳米颗粒的等离子体共振频率下激发后复合金属-半导体样品的电流和电势分布的变化。
2015-11-30 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Metal enhanced fluorescence in rare earth doped plasmonic core-shell nanoparticles
本文从理论和数值计算两方面研究了稀土离子掺杂的等离子体核壳纳米粒子的金属增强荧光。设计颗粒形状和尺寸以使整个掺杂壳的平均增强因子（AEF）最大化。我们发现，最高的增强（11在可见光和7在近红外）是通过调整偶极或四极粒子共振的稀土离子激发波长。此外，计算出的AEFs相比，在文献中报道的实验数据，在类似的条件下（等离子体介导的增强）或当涉及金属-RE能量转移机制。
2013-12-21 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph physics.optics
