Confined plasmonic modes in a nanocavity
Aurore Castanié, Didier Felbacq
研究了限制效应对平面纳米腔中表面等离子体激元的影响。得到了系统的广义模态，并对其进行了详细的研究。结果表明，这些模式是类等离子体激元和类光子模式强耦合的结果。
The effect of confinement on surface plasmon polariton in a planar nanocavity was studied. The generalized modes were obtained and studied in detail. It was demonstrated that these modes result from the strong coupling of plasmon-like and photon-like modes.
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Tunable plasmonic devices by integrating graphene with ferroelectric nanocavity
石墨烯等离子体激元具有室温激发和不同频率可调的光谱选择性等独特的特性，因此能够成为新型概念光子器件的基础。追求有效地激发和操纵石墨烯等离子体激元对于高性能器件是必要的和重要的。在这里，我们研究了石墨烯等离子体波在铁电纳米腔阵列中的传播。我们的实验表明，周期性的铁电极化可以用于掺杂石墨烯到所需的空间载流子密度图案。基于考虑石墨烯片周期性非均匀导电性的理论模型，模拟结果表明，石墨烯中的表面等离子体激元（SPP）可以被入射光以类似于光子晶体共振模式的方式激发。通过改变铁电纳米腔阵列的尺寸，石墨烯SPP共振可以从~720 cm-1调谐到~1 000 cm-1，通过动态改变栅极电压，石墨烯SPP共振可以从~540 cm-1调谐到~780 cm-1。我们的石墨烯载体工程激发SPP的策略为新型石墨烯光子器件的大规模非破坏性制造提供了一种有前途的方法。
Boosting Optical Nanocavity Coupling by Retardation Matching to Dark Modes
等离子体纳米天线可以将光聚焦到纳米长度尺度，提供强烈的场增强。对于在等离子体激元间隙中实现的最紧密的光学限制（0.5-5 nm），间隙间距、折射率和小面宽度在确定光学性质方面起主导作用，使得通过天线形状进行调谐具有挑战性。我们在这里表明，控制周围的折射率，而不是允许有效的频率调谐和增强通过延迟匹配的输入/输出耦合，因为这允许暗模式成为光学活性，提高广泛的功能。
Theory of confined plasmonic waves in coaxial cylindrical cables fabricated of metamaterials
本文采用格林函数（或响应函数）理论，在没有外加磁场的情况下，对由右手介质（RHM）[含$ε>0$，$μ>0$ ]和左手介质（LHM）[含$ε(ω) <0$，$μ(ω) <0$ ]构成的同轴圆柱电缆中等离子体波的传播进行了理论研究。广义格林函数理论适用于此类准一维系统，使我们能够推导出相应响应函数（与电磁场相关）的显式表达式，而这些响应函数又可用于推导系统的各种物理性质。这种多界面结构中的受限等离子体激元波激发的特征在于定位在界面处并且远离界面指数衰减的电磁场。一个严格的分析诊断的一般结果在不同的情况下，使我们完全重现以前众所周知的结果在其他几何形状，在不同的理论框架内获得。作为一个应用程序，我们提出了几个说明性的例子上的色散特性的限制（和扩展）的等离子体波在单和双界面结构的色散超材料与传统的交叉。这些色散模式也证实通过计算的本地以及总的状态密度。据观察，色散分量使系统能够支持系统中的s-和p-偏振模式的同时存在。像这样的效应完全归因于负折射率超材料，否则是不可能的。
Direct programming of confined Surface Phonon Polariton Resonators using the plasmonic Phase-Change Material In$_3$SbTe$_2$
本文利用相变材料 In$_3$SbTe$_2$ 在碳化硅晶体上直接编程受限表面声子极化激元谐振器，通过重构谐振器尺寸将模式受限增强至 λ/35，并探索了复杂腔体形状，为可重构 SPhP 谐振器的快速原型化奠定了基础。
Enhancement of electron hot spot relaxation in photoexcited plasmonic structures by thermal diffusion
我们表明，在受限的等离子体金属结构受到超快激光激发电子热扩散可以提供松弛速度比能量转移到晶格。这种弛豫的发生是由于在受限结构中的纳米尺寸的热点的激发及其光学参数对这些区域中的扰动的敏感性。当激发和检测都满足等离子体共振条件时，这两个因素都变得至关重要。对等离子体金晶格的泵浦探测实验表明，亚皮秒弛豫的特征时间很好地描述了一个双温度模型。结果表明，等离子体结构中的动态光学响应可以通过选择结构几何形状以及选择激发光和检测光的波长和偏振来调谐。
Shaping, imaging and controlling plasmonic interference fields at buried interfaces
以纳米（nm）和飞秒（fs）分辨率在掩埋界面处成膜和控制等离子体激元尚未实现，并且对于下一代等离子体激元/电子器件至关重要。在这项工作中，我们使用光来激发和形状的等离子体干涉图案在埋在纳米结构的薄膜中的金属-电介质界面。等离子体激元从光激发的纳米腔阵列中发射，其传播通过光子诱导近场电子显微镜（PINEM）拍摄。由此产生的电影直接捕捉等离子体动力学，允许量化它们的群速度约为0.3c，与我们的理论预测一致。此外，我们表明，光的偏振和纳米腔的设计可以定制形状瞬态等离子体光栅在纳米尺度。这些结果表明，动态成像与PINEM，铺平了道路的fs/nm可视化和先进的异质结构的等离子体场的控制的基础上的新型2D材料，如石墨烯，MoS $_2$，金属薄膜。
Deterministic coupling of a quantum emitter to surface plasmon polaritons, Purcell enhanced generation of indistinguishable single photons and quantum information processing
集成光子电路是全光、片上量子信息处理和量子计算机的重要组成部分。纳米等离子体电路中的确定性集成单光子源导致了在衍射极限之外操作的密集封装的可扩展量子逻辑电路。在这里，我们报告的耦合效率的单光子源的等离子体波导，特征传输光谱，传播长度，衰减长度，和等离子体的珀塞尔因子。我们模拟了金属-介质-金属波导中不同宽度介质的透射谱，以找到合适的波长。发现Al $_{2}$ O $_{3}$的最大传输长度为3.98 m，介电宽度为140 nm，耦合效率大于82%.发现等离子体Purcell因子与介电宽度（w）成反比，当w等于1 nm时，其高达31974。我们还计算了光子的量子特性，如不可逆性，发现如果单光子源是确定性耦合的，它可以通过等离子体纳米腔增强。进一步，我们提出了一个可扩展的金属-介质-金属波导基于量子逻辑电路使用的等离子体电路和马赫-曾德尔干涉仪。
Designing plasmonic eigenstates for optical signal transmission in planar channel devices
片上光电和全光信息处理范例需要紧凑的信号传输实现，纳米级表面等离子体激元电路提供了相关的解决方案。这项工作证明了由晶体腔支持的2D等离子体本征模介导的定向信号透射率。通道装置包括两个介观三角形输入和输出端口，并在可见光到红外范围内维持离域的高阶等离子体共振，以实现在超过2 $μ$ m的距离上耦合的两个受限入口和出口之间的可控透射率。当旋转入射线偏振时，透射率衰减> 20dB，从而提供方便的切换机制。对于给定的工作波长的最佳透射率取决于设置支持离域模式的空间和光谱特性的器件的几何设计。我们的方法是高度通用的，并开辟了更复杂的信息处理使用纯等离子体或混合纳米光子架构的方式。
Plasmonics of magnetic and topological graphene-based nanostructures
石墨烯是研究等离子体激元基本极限的独特材料。除了最终的单层厚度之外，其载流子浓度可以通过化学掺杂或施加电场来调节。以这种方式，石墨烯的电动力学性质可以从高导电性变化到介电性。石墨烯在从太赫兹到中红外频率的宽光谱范围内支持强烈受限的传播表面等离子体激元（SPP）。它还具有强的磁光响应，因此提供了互补的架构，以传统的磁等离子体的基础上磁光活性金属或铌酸锂。尽管有大量的评论文章致力于石墨烯的等离子体特性和应用，很少有人知道石墨烯的磁等离子体和拓扑效应在石墨烯基纳米结构，这是本文的主要主题。我们讨论了几种策略，以提高拓扑结构不同的封闭表面景观，即石墨烯纳米管，圆柱形纳米腔和环形纳米结构的等离子体效应。综述了手征亚结构上的强非对称SPP传输现象以及结构拓扑指数与等离子体拓扑指数之间的基本关系。
Termination-Driven Control over BIC Q-Factors and Frequencies in Plasmonic Double Net Metamaterials
本文揭示双网端接方式对等离子体双网超材料中准BIC模式谐振频率和品质因子的关键调控作用，通过对比两种端接极限并引入含倏逝体态的散射新方法，为相干光产生等应用提供工程设计原理。
Hybrid plasmonic Bound State in the Continuum entering the zeptomolar biodetection range
研究在银填充二聚体2D系统中实现混合等离激元BIC态，通过调控耦合机制获得高Q因子和强近场增强，成功用于TAR DNA结合蛋白43检测，灵敏度达仄摩尔级。
Fano resonance and spectrally modified photoluminescence enhancement in monolayer MoS2 integrated with plasmonic nanoantenna array
本文将单层MoS2与银蝴蝶结纳米天线阵列集成，利用激子-等离子体耦合实现室温下可调光致发光增强和表面增强拉曼散射，并在低温下通过调节阵列设计获得可调Fano共振，为新型光学器件设计提供平台。
Signatures of Plexcitonic States in Molecular Electroluminescence
我们发展了一个量子主方程（QME）方法来研究限制在金属电极之间的分子的电致发光（EL），并耦合到量子等离子体激元模式。在我们一般的基于状态的框架内，我们描述了电子隧穿，振动阻尼，环境退相，耦合量子电磁场模式的量子相干动力学。作为一个例子，我们计算STM诱导的自发发射的四苯基卟啉（TPP）分子耦合到纳米腔等离子体。在弱分子激子等离子体激元耦合制度，我们发现与实验，包括阈值以上的热发光，以前的半经典计算没有描述的效果非常好的协议。在强耦合制度，我们分析了光谱特征指示的plexcitonic态的形成。
Electrical generation of surface plasmon polaritons in plasmonic heterostructures
本研究通过直接耦合电子-空穴偶极子到量化的SPP场，实现了等离子体异质结构中中等范围SPP的电生成，展示了非热、可调偏置的SPP发射，达到1%的功率转换效率和100的Purcell因子。
Electronic, Dielectric, and Plasmonic Properties of Two-Dimensional Electride Materials X$_2$N (X=Ca, Sr): A First-Principles Study
基于第一性原理计算，我们系统地研究了二维掺杂材料X $_2$ N（X=Ca，Sr）的电子、介电和等离子体性质.我们发现，钙$_2$ N和锶$_2$ N是稳定的单层厚度。对于大于1-单层（1-ML）的厚度，存在被限制在[X $_2$ N] $^+$层之间的区域中的2D阴离子电子层。这些电子层被强烈地俘获并且彼此之间具有弱耦合。结果，对于诸如表面能、功函数和介电函数的许多性质的厚度依赖性，当从1-ML到2-ML时发生最显著的变化。对于体相和少层结构的Ca $_2$ N和Sr $_2$ N，其介电函数的面内和面外实部在覆盖近红外的扩展频率范围内具有不同的符号，表明它们作为不确定介质的潜在应用。我们发现，体Ca $_2$ N和Sr $_2$ N可以支持表面等离子体模式在近红外范围。此外，紧束缚的等离子体激元模式可以存在于它们的少层结构中。与传统的贵金属材料相比，这些模式具有显著更短的波长（约几十纳米），这表明它们具有更小尺寸的等离子体激元器件的巨大潜力。
Thermoelectric detection of propagating plasmons in graphene
控制，检测和产生传播等离子体的全电手段是在芯片上的纳米光学处理的核心。石墨烯携带寿命长的等离子体激元，其被静电场极度限制和控制，然而，石墨烯中传播的等离子体激元的电检测尚未实现。在这里，我们提出了一个全石墨烯中红外等离子体探测器，其中一个单一的石墨烯片同时作为等离子体介质和检测器。而不是通过添加光电材料来实现检测，这通常是在其他等离子体系统中完成的，我们的设备通过热电效应将等离子体的自然衰变产物-电子热-直接转换为电压。我们采用两个本地门，以充分调整石墨烯的热电和等离子体行为。高分辨率的实空间光电流图被用来研究等离子体的传播和干扰，衰变，热扩散和热电发电。
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