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
Surface Plasmon Assisted Kondo Resonances on a Metallic Nanowire
在这封信中，我们提出了一个实验来测量吸附在金属纳米线表面的磁性原子的近藤效应。除了传统的sp-d杂化，通过在纳米线上引入局域表面等离子体激元的强电磁场，我们发现有可能观察到由表面等离子体激元辅助的sp-d电子转移过程。由于纳米线的良好的表面积与体积比，这里的近藤共振将在微分电导与偏置电压曲线中显示为多个反共振。
2006-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Long-range plasmon-assisted energy transfer over doped graphene
我们证明了掺杂单层石墨烯中的纵向等离子体激元可以介导附近荧光团之间的高效长程能量转移，例如，半导体量子点我们推导出一个简单的分析表达式的能量转移效率，包括所有涉及的基本过程。我们进行数值计算的转移效率为一对PbSe量子点附近的石墨烯的荧光团间的距离高达1 $μ$米，并发现等离子体辅助的远程能量转移可以增强高达一个因子的$\sim10^4$相对于福斯特的转移在真空中。
2012-12-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Undamped energy transport by collective surface plasmon oscillations along metallic nanosphere chain
在动态电场存在的情况下，建立了描述大尺寸金属纳米球（半径10- 100 nm）中等离子体激元激发的随机相位近似半经典方法.测定了金属纳米球中等离子体激元的光谱，包括表面型和体积型激发及其相互联系。结果表明，均匀动态电场只能激发偶极型表面等离子体。分析了等离子体激元振荡辐射电子-微电子能量引起的洛伦兹摩擦随球尺度的变化。由于等离子体激元阻尼的共振频率的偏移与实验数据进行比较，为各种球半径。描述了金属球长链中表面等离子体激元的波型振荡的集合。沿链的等离子体波的传播的无阻尼区域被发现与以前的一些数值模拟。
2010-03-28 cond-mat.mes-hall
Single plasmon hot carrier generation in metallic nanoparticles
金属纳米粒子中局域表面等离子体激元衰变产生的热载流子由于其在光电、光伏和光催化等方面的应用而受到广泛的研究。从经典的角度来看，等离子体激元是纳米粒子中电子的相干振荡，但它们的量子化性质在量子等离子体学的新领域中脱颖而出。在这项工作中，我们介绍了一个量子力学材料的具体方法来描述单量子化等离子体的衰变成热电子和空穴。我们发现，热载流子产生率显着不同的半经典预测。我们还研究了没有等离子体特征的激发的衰减，并表明它们的热载流子速率与小纳米颗粒的等离子体激发的衰减相当。我们的研究提供了一个严格的和一般的基础，为进一步发展等离子体激元热载流子的研究，在等离子体激元制度所需的超小型设备的设计。
2019-04-07 cond-mat.mes-hall
Selective and Fast Plasmon-Assisted Photo-Heating of Nanomagnets; A New Route for Opto-Activated Nanomagnetic Logic and Artificial Spin Systems
模拟Ising巨自旋的纳米磁性岛的热弛豫对于研究几何受挫的人工自旋系统和低能纳米磁性计算是不可或缺的。然而，目前使用的基于与热储层接触的加热方案缺乏在技术应用中实施所需的速度和空间选择性。应用一种混合的方法，通过将等离子体纳米加热器与磁性元件相结合，在这项工作中，我们建立了非接触式光学装置的纳米磁性阵列中的局部温度的鲁棒性和可靠性控制。等离子体辅助的光加热允许温度升高高达几百开尔文，这导致热激活的磁矩反转和磁矫顽场的显著降低。此外，细长等离子体激元元件的偏振相关吸收截面使得能够在亚纳秒时间尺度上进行亚晶格特定加热。使用光学自由度，即焦点位置，偏振，功率和脉冲长度，纳米磁体的热等离子体激元加热提供了其本身用于功能磁性超材料的灵活，快速，空间选择性和元素选择性热化。
2019-02-11 cond-mat.mes-hall
Visible quantum plasmonics from metallic nanodimers
我们报告的理论证据表明，散装非线性材料弱相互作用的高度本地化的等离子体模式在超亚波长金属纳米结构可以导致在可见光范围内的单等离子体水平的非线性效应。特别是，在这样的系统中的两个等离子体相互作用能量的数值估计是可比的典型的等离子体线宽。因此，局部表面等离子体预测表现出纯粹的非经典行为，这可以清楚地确定从相干电磁激励下的量子化等离子体场散射的信号中的亚泊松二阶相关。我们明确表明，系统敏感的单等离激元散射可以实验实现相结合的电磁约束在间隙区域的金纳米二聚体与当地的渗透或沉积的普通非线性材料。我们还提出了配置，可以允许现实地检测到这样的效果与国家的最先进的技术，克服了由短等离子体激元寿命的限制。
2016-10-03 cond-mat.mes-hall
Radius dependent shift of surface plasmon frequency in large metallic nanospheres: theory and experiment
采用无规相位近似半经典方法，对大尺寸金属纳米球（半径为几十nm）中电子液体的振荡进行了理论描述。光谱的等离子体激元确定包括表面和体积型激发。结果表明，均匀动态电场只能激发偶极型表面等离子体。分析了等离子体激元振荡电磁波辐照下的洛伦兹摩擦随球尺度的变化规律。由此产生的共振频率的偏移原来是强烈敏感的球半径。发现了嵌入在电介质中的金属纳米球系统的e-m响应形式，并通过测量半径为10 ~ 75 nm的Au和Ag金属组分在纳米球胶体水溶液中等离子体激元激发的消光效应验证了理论预测。理论预测和实验清楚地同意在表面等离子体共振的位置，并在出现的第一个体积等离子体共振的电子显微镜响应的系统限制大纳米球半径时，偶极子近似是不准确的。
2009-12-26 cond-mat.mes-hall
Role of disorder in plasmon-assisted near-field heat transfer between two-dimensional metals
我们进行了近场热传递的理论研究，两个原子薄的金属层之间，孤立的电流，但耦合的库仑相互作用，波动电动力学的框架内的库仑极限。我们澄清的无序和空间分散的作用，并确定几个不同的制度的传热。我们发现，等离子体激元贡献的热流被抑制在清洁和扩散的限制，但在足够高的温度下，在一个参数宽的交叉区域占主导地位。
2020-05-12 cond-mat.mes-hall
Excitation of localized graphene plasmons by a metallic slit
在本文中，我们表明，石墨烯表面等离子体激元可以激发时，电磁波包撞击在一个单一的金属狭缝覆盖的石墨烯。在吸收光谱中的特征峰揭示了在狭缝上局部化的等离子体激元的激发。它示出的峰的位置可以调谐由石墨烯掺杂水平或由填充狭缝的材料的介电函数。当狭缝填充有分析物时，整个系统形成等离子体传感器的基础。
2019-06-25 cond-mat.mes-hall
Surface Plasmon Resonance in a metallic nanoparticle embedded in a semiconductor matrix: exciton-plasmon coupling
我们考虑了金属纳米颗粒（NP）中的局域表面等离子体激元与NP嵌入的半导体基质中的激子或弱相互作用的电子-空穴对之间的电磁耦合效应。推导出一个表达式的NP极化率重整化通过这种耦合和两种可能的情况进行了分析，都与Fano型共振的条件：（i）窄束缚激子过渡重叠的NP表面等离子体共振（SPR），和（ii）SPR重叠的抛物线吸收带由于在半导体中的电子-空穴跃迁。在这两种情况下，吸收带线形都是强非洛伦兹的，并且类似于情况（i）中的典型Fano光谱。然而，它看起来不同的情况下（ii）发生的金纳米粒子嵌入在CuO膜和使用的重正化极化率在这项工作中得到的许可证，以获得一个非常好的拟合实验测得的LSPR线形。
2018-10-04 cond-mat.mes-hall
Impurity assisted nanoscale localization of plasmonic excitations in graphene
使用确定随机相位近似内的非局部介电响应的实空间理论，计算原始和杂质掺杂的石墨烯的等离子体激元模式。一个完整的对角化的极化运营商进行，允许提取其所有极点。它演示了如何杂质诱导形成的本地化模式是不存在的原始石墨烯。讨论了局域等离子体激元的空间调制和频率对电子填充和杂质强度的依赖关系。此外，它示出的化学势和杂质强度可以调谐到控制的局域模式的目标功能。这些预测可以通过扫描隧道显微镜实验进行测试。
2010-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Surface plasmon polaritons assisted diffraction in periodic subwavelength holes of metal films with reduced interplane coupling
在Si基片上制备了周期性亚波长孔阵列金属薄膜，观察到了中红外波段的反常增强透射。高次透射峰直到Si（2，2）被清楚地揭示，这是由于在相对界面处的介电常数的大对比度。Si（1，1）峰在TE和TM偏振方向上都发生了斜入射时的分裂，证实了反常透射增强是表面等离子体激元（SPPs）辅助的衍射现象。理论透射光谱与实验结果吻合得很好，并证实了晶格的SPPs衍射的作用。
2007-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Plasmon Localization Assisted by Conformal Symmetry
等离子体激元系统由于其应用于光的亚波长限制和相关的光-物质相互作用的增强而引起了人们极大的兴趣。然而，这需要光停留在给定的空间位置超过时间尺度比耦合率到任何相关的损失机制。在这里，我们开发了一个通用的策略，利用近场光学的共形对称性的基础上，停止光等离子体超颖表面的设计。通过变换光学的分析技术，我们提出了一类等离子体光栅，它能够实现超慢的群速度，有效地冻结在空间中的表面等离子体极化激元在其整个寿命。我们的方法可以普遍应用于金属系统、高杂质半导体甚至二维导电和极性材料中极化激元的定位，并且可能在纳米聚焦、纳米成像、光谱学和光捕获中找到潜在的应用。
2019-10-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Hot carriers generated by plasmons: where are they are generated and where do they go from there?
本文提出了一个物理上透明的金属中光学和等离子体激元诱导热载流子产生的统一理论。分析表达式，估计载流子产生率，它们的位置，能量和运动方向。在审议的四种机制中：带间吸收、声子和缺陷辅助吸收、电子电子散射辅助吸收和表面碰撞辅助吸收（朗道阻尼），它是产生热载流子的最后一种，热载流子在光检测和光催化的实际应用中最有用。
2018-11-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Acoustic plasmons in graphene sandwiched between two metallic slabs
我们研究了两个金属板对位于两个金属板之间的石墨烯中电子集体动力学的影响。我们表明，如果平板是完美的导体，石墨烯的等离子体激元显示线性色散关系。这些声等离子体激元的速度关键取决于两个金属栅极和石墨烯片之间的距离。在一般平板的情况下，石墨烯等离激元的色散关系要复杂得多，但我们发现在特定条件下仍然可以获得声学等离激元。
2021-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Plasmon-assisted photoresponse in Ge-coated bowtie nanojunctions
我们证明了等离子体增强的光电导在金蝴蝶结纳米结含有覆盖着非晶锗膜的纳米间隙。等离子体激元在纳米间隙光电流的生产中的作用是通过研究不寻常的偏振依赖性的光响应验证。随着Ge厚度的增加，光响应的纳米间隙偏振旋转90度，指示主导相关等离子体模式的变化，从低厚度的共振横向等离子体到较高厚度的非共振“避雷针”模式。要了解的等离子体响应的存在下的Ge覆盖层和Ge是否降低Au等离子体特性，我们调查的光热响应（从温度依赖的Au电阻率）在无间隙纳米线结构，作为Ge膜厚度和纳米线几何形状的函数。膜厚度和几何形状的依赖性建模使用的横截面，有限元模拟。的无间隙结构和建模证实，纳米间隙的偏振响应的显着变化的结果从共振横模的红移，而不是在Au/Ge属性的退化。我们注意到在确定纳米间隙结构中光电流产生的精确机制方面仍然存在挑战。
2016-05-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electron polarization function and plasmons in metallic armchair graphene nanoribbons
我们计算了任意温度和掺杂下金属扶手椅型石墨烯纳米带中狄拉克费米子的极化函数。我们发现，在有限的温度下，由于导带和价带中的带间和带内电子跃迁之间的相空间重新分配，全极化函数变得与温度和化学势的位置无关。因此，对于给定宽度的纳米带，存在单个等离子体激元模式，其中能量色散由石墨烯的精细结构常数确定。在库仑耦合纳米带中，该等离子体分裂成基本的同相和异相等离子体模式，分裂能量另外由带间间距确定。
2015-05-11 cond-mat.mes-hall
Tunable plasmon polaritons in arrays of interacting metallic nanoparticles
我们考虑一个简单的立方体阵列的金属纳米粒子支持扩展的集体等离子体激元，产生于近场偶极相互作用之间的局部表面等离子体激元在每个纳米粒子。我们开发了一个充分的分析量子理论的强耦合制度之间的这些集体等离子体激元和光子导致等离子体激元的纳米粒子阵列。值得注意的是，我们表明，极化激元带隙和超材料的介电函数可以显着调制光的偏振。我们揭示了等离子体超材料中的这种各向异性行为是如何通过纳米颗粒之间的偶极相互作用来介导的，尽管底层晶格是对称的。因此，我们的研究结果铺平了道路，实现可调谐量子等离子体超材料呈现相互作用驱动的双折射。
2015-01-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmons in a Superlattice of Fullerenes or Metallic Shells
本文提出了球形二维电子气线性周期阵列（S2DEG）中集体等离子体激发的理论。这是一个简单的模型，超薄和狭窄的微纳米富勒烯或金属壳。随机相位近似（RPA）中包含了位于同一球体和不同球体上的电子之间的库仑耦合。在这些计算中忽略了球之间的电子跳跃。由此产生的等离子体色散方程数值求解。结果作为波矢量的函数的单壁S2DEG的超晶格。等离子体激元分散体得到不同的球形分离。我们表明，一维平移对称的晶格保持在等离子体激元光谱。此外，我们还比较了超晶格方向平行于量子化轴和垂直于量子化轴时的等离激元色散。然而，由于库仑矩阵元的各向异性，只有在垂直于量子化轴的方向上，等离子体激元色散才有反交叉。S2DEG可以作为富勒烯的一个简单模型，当它们的能带相距很远时。
2014-05-01 cond-mat.mes-hall
Plasmons in metallic monolayer and bilayer transition metal dichalcogenides
在无规相位近似下，利用含时密度泛函理论研究了过渡金属双硫族化合物（TMDC）单层和双层中的集体电子激发。对于非常小的动量转移（低于$q\approx0.02$ ~ $^{-1}$），等离子体激元色散遵循二维中自由电子预期的$\sqrt{q}$行为。对于较大的动量转移，等离子体激元能量由于带间跃迁的屏蔽而显著红移。在约$q\approx 0.1$-$^{-1}$处，等离子体激元进入耗散电子-空穴连续体，并且等离子体激元分散在约0.6-1.1 eV的能量处变平，这取决于材料。以双层NbSe $_2$为例，我们证明了双层结构的等离子体振子模式是单层模式的对称和反对称混合模式。空间反对称模式是相当弱的线性色散趋于零的$q=0$，而对称模式的能量遵循单层模式色散与轻微的蓝移。
2013-11-01 cond-mat.mes-hall
Scattering of plasmons at the intersection of two metallic nanotubes: Implications for tunnelling
我们从理论上研究了两个金属碳纳米管相交处的等离子体激元散射。我们证明，对于一个小的交叉角，$θ\ll 1$，透射系数是$λ/θ$的振荡函数，其中$λ$是在一个单独的纳米管的Luttinger液体的相互作用参数。我们计算隧道态密度$ν(ω,x)$，作为能量$ω$和距离$x$的函数。与单个纳米管相比，我们发现，在交叉纳米管的几何形状中，由于等离子体散射，$ν(ω,x)$中的常规“快速”振荡获得具有$λ/θ$节点的非周期性“缓慢呼吸”包络。
2009-01-08 cond-mat.mes-hall
Plasmon-polaron of the topological metallic surface states
本文报道了二维电子气占据三维拓扑晶体表面态的等离子体激元-极化子模。由于表面电子与体声子的强相互作用，这种新的低频声学等离子体激元模式从传统的自旋等离子体激元模式中分裂出来。我们表明，在传统的自旋等离子体激元的情况下，这种模式的散射强烈抑制在相空间的某些区域。拓扑保护的这种签名导致在布里渊区边界处的无Umklapp模式色散。这种等离子体激元极化子模式最近确实在拓扑金属Be 2 Se 3中观察到。
2018-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of plasmon-enhanced metal photoluminescence
金属光致发光（MPL）起源于光激发的芯空穴和导带电子的辐射复合。在金属纳米结构中，由于表面等离子体激元局域场效应，MPL增强。我们确定了等离子体辅助MPL的另一个重要过程-俄歇等离子体激发的核心孔-阻碍MPL从小纳米结构。我们开发了一个微观理论的等离子体增强MPL，包括等离子体辅助增强和抑制机制，并获得MPL量子效率的增强因子。我们的数值计算的MPL从金纳米粒子是在极好的协议与实验。
2013-01-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Pseudo-Euler equations from nonlinear optics: plasmon-assisted photodetection beyond hydrodynamics
在过去的几十年里，大量的理论和实验工作都致力于研究托管二维（2D）电子系统的场效应晶体管中的长波长光电探测机制。这些机制的一个特别有趣的子类是内在的，并基于传入的电磁辐射到等离子体激元，共振增强的光响应，随后整流通过流体动力学非线性的转换。在这篇文章中，我们表明，这种转换和随后的整流发生远远超出了频率制度，其中流体动力学理论适用。我们考虑了一般的二维电子系统的非线性光学响应，并推导出合适的集体变量的伪欧拉运动方程。这些都解决了在一维和二维的几何形状的情况下，石墨烯和流体动力学理论的结果进行了比较。显着的质的差异，这是经得起实验研究。我们的理论扩展了长波长光电探测背后的基本物理知识。
2019-01-15 cond-mat.mes-hall
Plasmon-assisted high-harmonic generation in graphene
凝聚态系统中的高次谐波产生（HHG）既是对量子电子运动的基本洞察的来源，也是实现紧凑的紫外和超快光源的有希望的候选者。在这里，我们认为，这种现象发生所需的大的光强度可以通过利用局部等离子体在导电纳米结构。特别是，我们证明了掺杂的石墨烯纳米结构结合了强等离子体近场增强和显著的固有非线性，从而在单一材料平台内产生有效的宽带HHG。我们提取这一结论从时域模拟使用两个互补的非微扰方法的基础上原子单电子密度矩阵和无质量狄拉克费米子布洛赫方程图片。高次谐波被预测将发射前所未有的大强度通过调谐入射光的本地化的等离子体激元带和有限的岛屿。与原子系统相反，我们观察到谐波阶没有截止。我们的研究结果支持了纳米结构石墨烯作为HHG的强大的，电可调的平台的强大潜力。
2016-09-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
Surface plasmon assisted electron pair formation in strong electromagnetic field
低温超导的基础是电子对的形成，由于它们的有效吸引力。一个有效的吸引势的外观也被预测为电子-电子散射在一个强大的，不均匀的辐射场的存在下。在目前的工作中，强电磁场的飞秒Ti：Sa激光器，用于激发在金膜中的表面等离子体在室温下，在Kretschmann几何。实验研究进行了使用表面等离子体近场扫描隧道显微镜，通过测量其响应的激发在金表面上的热点。此外，还用飞行时间谱仪测量了多等离子体吸收释放的光电子谱。在这两种情况下，在电子信号中的新类型的异常已被测量在相同的强度范围内，其存在可以定性地理解，通过使用强度依赖的表达式的有效的电子-电子散射电位，推导出较早的不同的上下文中。
2013-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Direct observation of near-field induced resonant electron tunneling in a sub-nanometer plasmonic gap
纳米结构的局域表面等离子体共振（LSPR）激发和等离子体纳米腔中的电荷转移在纳米级光电子学和等离子体器件的应用中起着核心作用。然而，近场诱导电荷转移的直接观察仍然是一个具有挑战性的实验。在这里，我们提出了LSPR辅助共振电子隧穿从Ag或Au针尖的图像电位状态的Ag（111）表面使用扫描隧道显微镜（STM）。LSPR辅助隧穿过程导致带隙中场发射共振（FER）的红移与入射光子能量相关。使用的STM结中的间隙距离的精确控制，我们展示了调谐的相对贡献，从LSPR辅助和正常的STM电子隧穿过程。此外，表面上的局部缺陷的FER强度映射允许在有和没有激光激发的情况下明确地分配相应的FER水平。
2018-05-09 cond-mat.mes-hall
Quantum plasmonics: second-order coherence of surface plasmons launched by quantum emitters into a metallic film
我们解决的问题，单表面等离子体激元的量子光源发射到扩展的金膜的二阶相干性。量子光源由扫描荧光纳米金刚石制成，拥有五个氮空位（NV）色心。通过使用一个专门设计的显微镜，结合近场光学与远场泄漏辐射显微镜在傅立叶空间和适应的空间滤波，我们发现，光的初始源的量子统计被保存后转换为表面等离子体激元和传播沿多晶金膜。
2012-06-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Resonance Plasmon Linewidth Oscillations in Spheroidal Metallic Nanoparticle Embedded in a Dielectric Matrix
动力学的方法被应用到计算的振荡的表面等离子体激元线宽在球形金属纳米粒子嵌入在任何电介质中。主要的注意力集中在情况下，当自由电子路径是远远大于颗粒尺寸。等离子体共振的线宽作为粒子半径的函数，形状，周围介质的介电常数，和光的频率进行了详细的研究。研究发现，共振等离子体激元线宽随颗粒尺寸和周围介质介电常数的增大而振荡。主要的注意力是支付给电子表面散射等离子体衰变的贡献。以不同半径的钠纳米粒子为例，计算了等离子体共振线宽。动力学方法中得到的结果与已知的从其他模型进行了比较。辐射阻尼的作用进行了讨论。
2012-12-13 cond-mat.mes-hall
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
Radiative damping of surface plasmon resonance in spheroidal metallic nanoparticle embedded in a dielectric medium
采用局域场方法和动力学方程方法计算了任意介质中球形金属纳米粒子的表面等离子体辐射阻尼。详细研究了表面等离子体共振的辐射阻尼随粒子半径、形状、周围介质的介电常数和光频率的变化关系。结果表明，辐射阻尼随粒子半径的平方增长，并随粒子尺寸和周围介质介电常数的变化而振荡。非常注意的是，电子表面散射的等离子体衰变的贡献。所有的辐射阻尼的计算都通过Au和Na纳米颗粒的例子来说明。
2012-10-20 cond-mat.mes-hall
Plasmon-Assisted Random Lasing of Perovskite Materials
本研究利用银纳米立方体作为散射中心，在钙钛矿材料中实现等离子体辅助随机激光，产生窄带宽激光模式，为相干光源提供新途径。
2025-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Spatially resolved quantum plasmon modes in metallic nano-films from first principles
电子能量损失谱（EELS）可用于探测纳米结构材料中的等离子体激元激发，具有原子尺度的空间分辨率。对于小于几个纳米的结构，量子效应预计是重要的，限制了广泛使用的半经典响应模型的有效性。在这里，我们提出了一种方法来识别和计算空间分辨等离子体模式的第一原则的基础上的动态介电函数的频谱分析。作为一个例子，我们计算的等离子体振子模式的0.5-4 nm厚的钠膜，并发现它们可以被分类为（传统的）表面模式，次表面模式，和一组离散的体模式类似于整个薄膜的驻波。我们发现了量子限制和非局域响应的明显效果。量子等离子体激元模式提供了一个直观的图片集体激发的限制电子系统，并提供了一个清晰的解释空间分辨EELS光谱。
2013-01-02 cond-mat.mes-hall
Plasmon wakefields and dispersive properties of metallic nanostructures
我们研究了短脉冲电子在金属纳米结构（纳米线）中的传播引起的静电尾场的激发。为此目的，色散（非局部）介电响应的系统被认为是，占有限的系统和量子（玻姆）difraction的传导电子带，概括了以前在文献中得到的结果[物理。\textbf{103}，097403（2009）]。我们讨论了尾流场的稳定性条件，并表明潜在的机制可以是有用的，以调查新的辐射源在极紫外（XUV）范围。
2010-12-04 cond-mat.mes-hall
Dirac-like plasmons in honeycomb lattices of metallic nanoparticles
我们考虑一个二维的蜂窝状晶格的金属纳米粒子，每个支持本地化的表面等离子体，并研究的量子特性的集体等离子体产生的近场偶极相互作用的纳米粒子之间。我们分析调查的色散，有效的哈密顿量和本征态的集体等离子体的任意取向的个人的偶极矩。当偏振点接近平面的法线时，光谱呈现狄拉克锥，类似于石墨烯的电子能带结构中存在的那些。我们推导出集体等离子体激元的有效狄拉克哈密顿量，并表明相应的旋量本征态代表狄拉克样的无质量玻色子激发，在石墨烯中的电子，如一个非平凡的贝里相位和不存在背散射光滑的不均匀性，目前类似的效果。我们进一步讨论了如何可以操纵狄拉克点的布里渊区，并打开一个缺口，集体等离子体分散通过修改局部表面等离子体的偏振，铺平了道路，一个完全可调的等离子体类似物的石墨烯。
2013-03-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Extremely Low Frequency Plasmons in Metallic Microstructures
本文提出利用极细导线周期结构稀释电子浓度并增强自感，从而将金属等离子体频率压低到远红外甚至 GHz 波段，并通过计算验证了解析理论，揭示了该结构在 GHz 波段的新颖性质及其对超导的可能影响。
2025-07-02 cond-mat.mes-hall
Plasmon polaritons in cubic lattices of spherical metallic nanoparticles
我们从理论上研究了球形金属纳米颗粒立方晶格中的等离子体激元。纳米颗粒，每个支持三重简并局部表面等离子体，通过库仑偶极-偶极相互作用耦合，产生在整个超材料上延伸的集体等离子体。后者与光子杂交形成等离子体激元，这是系统的混合光-物质本征模。我们推导出一般的解析表达式来评估等离子体激元和等离子体激元极化激元色散，以及相应的本征态。这些都是在一个哈密顿形式主义，它考虑到在纳米粒子之间的偶极相互作用的延迟效应，并考虑纳米粒子的介电性能以及它们的周围。在这个模型中，我们预测极化分裂在近红外可见光范围内的电磁波谱，依赖于极化，晶格对称性和波矢方向。最后，我们表明，我们的模型的预测是在良好的定量协议与传统的有限差分频域模拟，但与分析的洞察力和显着降低计算成本的优势。
2018-03-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Surface plasmon in metallic nanoparticles: renormalization effects due to electron-hole excitations
电子环境导致金属纳米颗粒中集体表面等离子体激元激发的退相干和耗散。我们表明，耦合到电子环境的影响的宽度和位置的表面等离子体共振。相对于经典的米氏频率的红移出现除了由纳米颗粒外部的电子密度溢出引起的。我们通过半经典膨胀表征溢出效应，并获得其对温度和纳米颗粒尺寸的依赖性。我们证明，溢出和环境引起的移位是必要的，以解释实验观察到的频率，并确认我们的研究结果的共振频率的随时间变化的局部密度近似计算。的大小和温度依赖性的环境影响的结果在定性协议与泵浦-探测光谱测量的差分光传输。
2006-10-27 cond-mat.mes-hall
Broadband Focusing of Acoustic Plasmons in Graphene with an Applied Current
从理论上探讨了电流驱动的、各向同性的、具有近端金属栅的均质石墨烯中的非互易等离子体激元。附近的金属门屏幕库仑相互作用，导致线性色散声等离子体靠近其粒子-空穴连续对应物。我们表明，所施加的偏压导致光谱宽带聚焦等离子体激元的共振线宽是依赖于相对于由于朗道阻尼电流的角度方向。我们预测，前向聚焦非互易等离子体是可能的，与访问的实验参数和设置。
2021-05-06 cond-mat.mes-hall
On Surface Plasmon Damping in Metallic Nanoparticles
从理论上研究了金属纳米粒子（MNP）中表面等离子体（SP）振荡衰减的两种可能机制：a）SP的辐射衰减，b）SP振荡与基体中电子跃迁的共振耦合。结果表明，辐射阻尼率是成正比的电子在MNP的数量，因此，这个通道的能量流出MNP成为必不可少的相对较大的粒子。第二种机制的研究表明，MNP的SP振荡能量泄漏率不依赖于颗粒尺寸，而完全取决于基质的光学特性。结果表明，对于3-5 nm尺寸的非常小的MNP，其中强的3D尺寸量子化效应抑制了电子-声子相互作用，在某些情况下，共振耦合提供了有效的能量流出。
2003-06-05 cond-mat.mes-hall
Nonradiative limitations to plasmon propagation in chains of metallic nanoparticles
我们研究了由近场相互作用耦合的金属纳米颗粒链中的集体等离子体激元模式。用开放量子系统方法解析计算了与尺寸和动量有关的非辐射朗道阻尼和辐射衰减率。这些衰减率决定了激发沿链的传播。特别地，作为等离子体激元波长的函数的辐射衰减速率的行为导致从短距离的集体激发的指数衰减到大距离的代数衰减的转变。重要的是，我们表明，指数衰减是一个纯粹的非辐射起源。我们的透明模型使我们能够提供沿链的偏振相关的等离子体激元激发分布和相关的传播长度的解析表达式。我们的理论分析构成了一个重要的一步，在寻求最佳条件的纳米粒子链中的等离子体传播。
2016-11-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Dirac plasmons in bipartite lattices of metallic nanoparticles
我们从理论上研究了由金属纳米颗粒的二维阵列构成的“石墨烯类”等离子体超材料，包括具有和不具有反转对称性的完美蜂窝结构，以及通用的二分晶格。不同纳米颗粒中局部表面等离子体之间的偶极相互作用产生了在整个晶格上延伸的集体等离子体。我们研究了集体等离子体激元的能带结构，并揭示了它的可调谐性与局部表面等离子体激元的偶极矩的方向。根据偶极子的取向，我们确定了一个相图的集体等离子体激元色散的无间隙或有间隙的阶段。我们表明，在相图中的无间隙阶段的特点是集体等离子体表现为无质量的手性狄拉克粒子，在类比与电子在石墨烯。当蜂窝结构的反转对称性被破坏时，集体等离子体被描述为具有能量依赖的Berry相位的带隙手性狄拉克模式。我们进一步放松的几何对称性的蜂窝结构，通过分析一般的二分六边形晶格。在这种情况下，我们研究的相图的演变，并揭示了出现一个序列的拓扑相变时，一个六边形的子晶格是逐步转移相对于其他。
2015-02-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Edge-plasmon assisted electro-optical modulator
一个有效的电-光调制已被证明在这里通过使用特定的混合等离子体波导的边缘等离子体模式。我们的方法解决了集成微波光子学的一个主要障碍所造成的偏振约束的有源和无源组件。除了表面等离子体激元典型的亚波长限制之外，边缘等离子体激元模式使得能够精确匹配基于硅的输入/输出光栅耦合器、波导和电-光调制器的偏振要求。以类波导结构实现的混合波导的概念意味着传播等离子体激元模式与波导模式的耦合。垂直布置的夹层包括ε近零材料（氧化铟锡）的薄层，其在小长度尺度下提供有效调制。所采用的边缘等离子体激元具有混合偏振态，并且可以用水平偏振波导模式激发。它允许所得到的调制器直接与高效的光栅耦合器一起工作，并避免使用笨重和有损耗的偏振转换器。基于麦克斯韦方程组和漂移扩散半导体方程建立了一个三维光学模型。已经进行了涉及材料和几何形状优化的大量数值计算。计算和分析了有效模、稳态场分布、消光系数、光损耗和电荷输运特性。除了偏振匹配，所提出的模型的优点包括硅波导的紧凑的平面几何形状，减少有源电阻R和一个相对简单的设计，有吸引力的实验实现。
2020-01-10 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Theory for heating of metals assisted by Surface Plasmon Polaritons
我们提出了一个模型占等离子体激元内的两个温度的描述，调查的作用，表面等离子体激元极化激元（SPP）在激光激发的电子和晶格之间的能量重新分配，导致表面重组的材料。这种能量转移可以导致在超短激光脉冲照射下在金属中产生激光诱导的表面结构。应用微扰论方法，从金属中自由电子的能量、动量和密度守恒方程出发，建立了双温模型+等离子体激元（TTM+P）方程。我们考虑三个子系统：晶格，热化电子和SPP，受到外部激光场照射。激光场和SPP场之间的干涉导致电子系统的空间调制能量吸收，并且通过电子-声子碰撞，周期性地形成晶格温度。对金的一维模型进行了数值分析。我们显示的晶格温度，这可能有助于激光诱导的周期性表面结构（LIPSS）的周期性调制的出现。
2021-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Chiral Surface Plasmon Polaritons on Metallic Nanowires
线偏振光入射到纳米线的末端，激发三种特定的纳米线波导模式的相干叠加，可以产生手性表面等离子激元（SPP）。由SPP倏逝场激发的量子点荧光获得的单个纳米线上的手性SPP图像揭示了我们的理论模型中预测的手性。手性SPP的螺旋周期的旋向性和空间范围取决于输入偏振角和纳米线直径以及介电环境。手性保留在自由空间输出波，使金属纳米线的圆偏振光子的宽带宽的亚波长源。
2011-05-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Room-Temperature Plasmon-Assisted Resonant THz Detection in Single-layer Graphene Transistors
本研究在高质量单层石墨烯短沟道栅极光电探测器中实现了室温THz辐射共振探测，其机制依赖于石墨烯中较弱的本征电子-声子散射以避免等离子体振荡阻尼。
2024-01-08 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Shape effects on localized surface plasmon resonances in metallic nanoparticles
用边界积分方程方法研究了金属纳米粒子光滑形状变化对局域表面等离子体共振的影响。边界积分方程方法允许纳米颗粒极化率的紧凑表达式，其被表示为依赖于与边界积分方程方法相关联的积分算子的本征值和本征函数的项的本征模和。形状变化不仅改变本征值，而且改变它们与电磁场的耦合权重。因此，形状的相当小的变化可能引起耦合权重的大的变化。已经发现，带来>12%的体积变化的形状变化引起金属纳米颗粒的消光光谱中的结构变化。此外，本征值和它们的耦合权重的最大变化遇到的形状变化沿纳米粒子的最小横截面。这些结果对等离子体纳米结构的设计具有指导意义。
2013-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Plasmonic switching in Au functionalized GaN nanowires in the realm of surface plasmon polatriton propagation: A single nanowire switching device
报道了Au纳米颗粒功能化半导体GAN（Au-GaN）纳米线的光响应，用于使用532激发的光开关。采用催化剂辅助化学气相沉积技术生长了宽带隙GAN纳米线，并通过化学方法进行了Au功能化。Au-GaN纳米线显示出Au纳米团簇在550 nm附近的表面等离子体共振（SPR）模式以及GAN在365 nm附近的特征带。观察到的光学开关的Au-GaN纳米线的子带隙激发532 nm的表面等离子体激元辅助传输的电子在系统中的可能作用。在不存在使用325 nm激发的光开关的情况下，排除了带传导的作用，325 nm激发的能量高于室温下GAN的约3.4 eV（365 nm）的报道带隙。随着粒子间的分离，有限量的Au的带间贡献起着重要的作用。开关器件也成功地测试了一个单一的GAN纳米线功能化与金纳米团簇。对于单个GAN纳米线中的载流子的表面等离子体激元辅助电输运，测量到0.05欧姆-cm的电阻率值。
2015-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological collective plasmons in bipartite chains of metallic nanoparticles
我们研究了由球形金属纳米颗粒构成的二分线性链，其中每个纳米颗粒支持局部表面等离子体。局域表面等离子体激元之间的近场偶极相互作用产生集体等离子体激元，其在整个纳米颗粒阵列上延伸。我们解析地导出了集体等离子体激元激发的谱和本征态。在布里渊区的边缘，光谱具有类似于聚乙炔的电子能带结构中存在的伪相对论性质。我们发现集体等离子体的有效狄拉克哈密顿量，并表明相应的旋量本征态代表一维狄拉克类大规模玻色子激发。因此，等离子体晶格表现出与一维狄拉克材料中的电子相似的效应，例如由于克莱因隧穿而高度抑制反向散射的传输能力。我们还表明，该系统是由一个非平凡的Zak阶段，它预测的表现形式的边缘状态的链。当两个具有不同拓扑相的二聚链连接时，我们发现了Jackiw-Rebbi中间带隙态的玻色子形式。我们进一步研究了集体等离子体激元激发的辐射和非辐射寿命，并评论了理论上发现的拓扑效应实验实现的挑战。
2017-03-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantum Electrodynamics is Crucial for Plasmonic Resonance of Metallic Nanostructures
金属纳米结构的等离子体共振是由入射光驱动其传导电子的相干运动引起的。在共振时，纳米结构中的感应偶极子与传导电子的数量成比例，因此比原子中的感应偶极子大$10^{7}$倍。感生偶极子与入射光的涨落虚场之间的相互作用能可达零点几eV。因此，经典的电磁学主导的领域变得不够。我们认为，量子电动力学（QED）应该代替作为基本理论来描述虚场及其与电子的相互作用。基于量子电动力学，我们推导出等离子体共振频率的解析表达式，它取决于三个容易获得的材料参数。分析理论与实验数据吻合得很好，可用于材料的合理设计。
2015-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Statistics of Surface Plasmon Polaritons in Metallic Stripe Waveguides
单表面等离子体激元激发使用通过自发参量下转换产生的光子。研究了平均激发率、强度关联和Fock态布居。在我们的实验中观察到的二阶相干性的依赖性是一致的线性不相关的马尔可夫环境中的量子制度。我们的研究结果提供了重要的信息损失的影响，用于评估潜在的等离子体波导未来的纳米光子电路在量子制度。
2012-04-06 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Plasmon-Assisted Suppression of Surface Trap States and Enhanced Band-Edge Emission in a Bare CdTe Quantum Dot
胶体量子点已经成为一种多用途的光致发光和光电材料。限制，如荧光不稳定性，非辐射俄歇复合和表面陷阱通常通过生长宽带隙壳来解决。然而，壳隔离激子波函数并减少其与不同应用所必需的外部环境的相互作用。此外，它们的长发射寿命阻碍了它们在高速光电子学中的使用。在这里，我们展示了一个裸芯的CdTe量子点的等离子体耦合的量子物理学上的高度控制，显示出超过99%的表面缺陷态发射从陷阱丰富的量子点可以淬火。此外，带边态激子和双激子发射率分别增强了1460和613倍。我们的研究结果表明，裸量子点上的等离子体耦合如何使为改善其光学特性而开发的化学方法变得不必要，这对纳米激光器，发光器件，太阳能电池和超快单光子源都有影响。
2019-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
