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
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
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
Photoemission electron microscopy of localized surface plasmons in silver nanostructures at telecommunication wavelengths
我们使用中心波长为1.55微米的飞秒激光脉冲在Ag纳米结构处成像场增强。成像基于在光电发射电子显微镜（PEEM）中观察到的非线性光电发射。将图像直接与相同结构的紫外PEEM和扫描电子显微镜（SEM）成像进行比较。此外，我们已经进行了原子尺度的扫描隧道显微镜（STM）上相同类型的银纳米结构和金基板上。从单个Ag颗粒的光电子光谱测量显示出更大的贡献，从高阶光电子过程以上的功函数阈值比将预测的完全微扰模型，与最近的结果使用较短的波长一致。调查广泛的选择银纳米粒子和纳米线，场增强观察到从30%的银纳米粒子和从没有的纳米线。在PEEM实验和随后的SEM分析中均未观察到纳米结构的激光诱导损伤。通过直接比较相同纳米结构的SEM和PEEM图像，我们可以得出结论，场增强与平均纳米结构尺寸和形状无关。相反，我们建议，在观察到的场增强的变化可能源于衬底和电连接到衬底的粒子之间的楔形界面。
2015-03-06 cond-mat.mes-hall 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
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
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
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
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
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
Acceleration of Metal Nanoparticle with Irradiation Pressure
研究了球形金属纳米粒子在频率接近表面等离子体振动的辐射场中的加速问题。在辐射压的作用下，非球形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加速度分量的解析表达式。我们已经证明，共振加速度可以基本上取决于金属纳米颗粒的形状及其相对于光传播方向和光偏振方向的取向。
2021-12-15 cond-mat.mes-hall 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
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
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
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
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
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
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
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
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
Quantum Electrodynamics of Quantum Dot-Metal Nanoparticles Molecules
从理论上研究了由单个量子点和金属纳米颗粒组成的杂化分子的量子光学性质。我们计算了该杂化体系的共振荧光。它的非相干部分，一个由非线性量子过程引起的，结果是增强了两个以上的数量级相比，在没有金属纳米粒子。在不同的激发功率和强度场关联函数的非微扰计算的散射光谱表明，该系统可以作为一个非线性的超紧凑的双光子开关的入射光子，在一个单一的入射光子场的存在（或不存在）是足以允许（或阻止）随后的光子的散射。我们还发现，入射光场的小频移可能引起强度场关联函数数量级的变化。
2010-04-09 physics.optics quant-ph
Shape and Size-Dependent Surface Plasmonic Resonances of Liquid Metal Alloy (EGaIn) Nanoparticles
本研究针对液态金属EGaIn纳米颗粒，通过FDTD模拟与实验验证，系统探究了不同形状颗粒在紫外-可见-近红外宽光谱的局域表面等离子体共振特性，发现其在可见及近红外区的独特共振模式，为相关多领域应用提供了几何依赖的光学性能依据。
2025-06-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optical and transport properties of spheroidal metal nanoparticles with account for the surface effect
采用动力学方法建立了Drude-Sommerfeld模型，研究了自由电子路径远大于颗粒尺寸时球形金属纳米颗粒的光电输运性质.对于扁球形或长球形的纳米颗粒，已经发现介电函数和电导率依赖于许多因素，包括频率、颗粒半径、球形纵横比和电场相对于颗粒轴的取向。在一定频率范围内，磁导率的实部和虚部随颗粒尺寸的增大而振荡;在一定半径范围内，磁导率的实部和虚部随频率的增大而振荡。动力学方法得到的结果与已知的经典模型进行了比较。
2011-07-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Enhanced Current Density and Asymmetry of Metal-Insulator-Metal Diodes Based on the Self-Assembly of Pt Nanoparticles for Optical Rectennas
光学整流天线由纳米天线和纳米级整流二极管组成，为热辐射能量收集应用提供了广阔的前景。为了实现这一点，高电流密度和高不对称性必须同时获得超高速响应光频率的整流二极管。在这项研究中，我们报告了一个金属-绝缘体-金属（MIM）二极管与强烈增强的电场实现通过自组装均匀的Pt纳米粒子（NP）使用原子层沉积。与传统MIM二极管相比，该系统的电流密度和不对称性提高了几个数量级，这是通过塑造隧道势垒来实现的。实验证实，所提出的MIM二极管的二极管效率显著超过没有NP的MIM二极管231倍。此外，所提出的策略可以与各种先进的隧道二极管集成，以实现高性能的光学整流天线。
2022-09-13 physics.app-ph physics.optics
High-order harmonic generation driven by metal nanotip photoemission: theory and simulations
我们提出了高次谐波产生（HHG）的理论预测短飞秒激光脉冲与金属纳米尖的相互作用。已经证明，可以使用纳米尖端作为源来产生高能电子;此外，已经证明，电子迁移机制是这种光电发射背后的物理机制。如果存在双光子电离，则应该可以将连续谱中的电子获得的激光能量转换为高能光子。因此，谐波辐射的发射似乎是可行的，尽管迄今为止尚未得到实验证明。我们采用量子力学的时间依赖的方法来模拟电子的偶极矩，包括激光实验条件和体物质的属性。金属尖端的使用将为飞秒激光场产生相干XUV光铺平新的道路。
2013-09-02 physics.atom-ph physics.optics
Surface Integral Method for the Second Harmonic Generation in Metal Nanoparticles
金属纳米颗粒中的二次谐波辐射是由非局域体源和局域表面源在基频电磁场作用下产生的。我们提出了一个表面积分方程（SIE）的方法来评估SH辐射所产生的金属纳米粒子与任意形状，考虑所有的SH源。我们证明了非局域体SH源的SH电磁场的贡献，可以考虑通过等效的表面电流和磁流。在分布理论的框架下，我们用Galerkin方法和Rao-Wilton-Glisson基函数数值求解了SIE问题。通过与SH-Mie解析解的比较，验证了该方法的准确性。作为一个复杂形状的粒子的例子，我们研究了SH散射的三角形纳米棱镜。该方法为更好地理解任意形状纳米颗粒中的SH生成过程铺平了道路，并且在具有增强SH发射的新型纳米等离子体器件的设计中也具有很高的影响。
2013-05-25 physics.comp-ph 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
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
