Geometric universality of plasmon modes in graphene nanoribbon arrays
石墨烯等离子体是一个快速发展的领域，具有多种潜在的应用。研究石墨烯中等离子体激元的标准方法之一是通过制造石墨烯纳米带阵列，其中纳米带边缘提供有效的光子-等离子体激元耦合。我们系统地分析了在这样的系统中的光学等离子体激元响应的问题，并证明了石墨烯等离子体激元的尺寸量子化条件的纯几何性质。精确的数值计算使我们能够列出等离子体尺寸量子化的通用几何参数，这有望成为有用的石墨烯纳米带的等离子体响应的实验数据的分析。一个简单的分析理论也被开发，准确地再现了所有的定性特征的石墨烯纳米带的光学等离子体响应。
2015-03-23 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
Regular quantum plasmons in segments of graphene nanoribbons
石墨烯等离子体激元具有贵金属等离子体激元无法比拟的优势，例如高可调谐性和低损耗。然而，对于小于10 nm的石墨烯纳米结构，尽管它们具有潜在的应用，但对它们的等离子体激元或是否存在规则的等离子体激元行为知之甚少。在这里，我们提出了第一性原理计算的锯齿形石墨烯纳米颗粒段的等离子体激元激发。发现了规则的等离子体行为：在低能区（< 1.5 eV）仅存在一个等离子体模式。当宽度（W）大于1.5 nm时，经典的静电标度律仍然近似成立，但当W < 1.5 nm时，由于量子效应，经典的静电标度律完全失效。不同掺杂浓度下的标度表明，等离子体激元近似为自由电子等离子体激元，而不是狄拉克等离子体激元。
2013-08-15 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
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
Local Electron Beam Excitation and Substrate Effect on the Plasmonic Response of Single Gold Nanostars
我们在高分辨率扫描电子显微镜中进行阴极发光（CL）光谱和成像，以局部和选择性地激发和研究硅衬底上的多分支金纳米星的等离子体性质。这种方法使我们能够以几纳米的空间分辨率映射来自纳米星的光学态的局部密度。我们解决在空间和光谱域，不同的等离子体模式与纳米星。时域有限差分（FDTD）的数值模拟进行支持的实验观察。我们研究了衬底对这些形状复杂的纳米星的等离子体性质的影响。强大的CL-FDTD组合有助于我们了解基底对支化纳米颗粒等离子体响应的影响。
2013-06-21 cond-mat.mes-hall
Surface plasmon lifetime in metal nanoshells
局域表面等离子体激元的寿命在等离子体学及其应用的许多方面起着重要的作用。在小的金属纳米结构中，限制等离子体激元寿命的主要机制是尺寸依赖的朗道阻尼。我们进行了量子力学计算的朗道阻尼的明亮的表面等离子体模式的金属纳米壳。与基于电子表面散射的传统模型相比，我们发现阻尼率随着纳米壳层厚度的减小而减小。这种现象的根源是金属壳层中等离子体激元局域场的空间分布。我们还发现，由于电子从纳米壳层的两个金属表面的散射振幅的干涉，阻尼率随壳层厚度的变化表现出明显的量子拍。
2016-10-17 cond-mat.mes-hall
Observation of intrinsic chirality of surface plasmon resonances in single nanocrystals
基于分子光学活性的量子力学理论，中心对称金属晶体中的表面等离子体被认为是非手性的。单电子理论不足以描述晶体中的光学活性，其中偏振态沿光传播方向的空间变化在超过分子的尺寸中至关重要。这种空间色散可以极大地改变等离子体纳米晶体中的光学近场，但尚未在纳米尺度上得到实验证明。在这里，自然的圆二色性的表面等离子体在球形金，银，铜纳米晶体在溶液中的实验观察。它起源于光学区域中小至5纳米的尺寸处发生的空间色散（非局域性）。特别地，电磁压力或纵向体积等离子体激元导致入射光的横向电场的相移和偏振旋转。偶极表面等离子体表现出负椭圆率和相应的电场负相移（即，光学左手），而四极表面等离子体在椭圆率和相移方面都具有正号（即，光学右手）。结构的影响，如电子束组装，电子束的形状，电子自旋极化，等离子体分子相互作用的访问。体等离子体激元内的带间跃迁也产生一个积极的旋转强度。这项研究暗示了各向同性纳米晶体中平行于波矢的轴向偏振的光学破缺，这将影响传导电子动力学，热电子产生，等离子体纳米晶体表面的非线性光学响应以及束缚d带电子的光学激发。
2018-03-01 cond-mat.mes-hall
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
Ultrafast Dynamics of Plasmon-Exciton Interaction of Ag Nanowire-Graphene Hybrids for Surface Catalytic Reactions
利用超快泵浦-探测瞬态吸收光谱技术，在可见-近红外波段对石墨烯-银纳米线杂化材料的飞秒等离子体激子相互作用进行了实验研究。银纳米线的等离子体激元寿命约为150飞秒（fs）。对于单层石墨烯，在275 fs处的快速动力学过程是由于石墨烯激子的激发，而在1.4皮秒（ps）处的缓慢过程是由于等离子体激元热电子与石墨烯声子的相互作用。对于石墨烯-Ag纳米线杂化材料，等离子体激元诱导的热电子向石墨烯的转移时间尺度为534 fs，金属等离子体激元增强的石墨烯等离子体激元在可见光区的时间尺度约为3.2 ps.石墨烯-银纳米线杂化物可用于等离子体激元驱动的化学反应。这种石墨烯介导的表面增强拉曼散射基底与单层石墨烯或单个Ag纳米线单独驱动的反应相比，显著增加了由石墨烯-Ag纳米线杂化共同驱动的表面催化反应的概率和效率。这意味着石墨烯-Ag纳米线杂化物不仅可以导致高密度热电子的显著积累，而且由于强的等离子激元-激子耦合，还可以显著增加等离子激元到电子的转换效率。
2016-08-06 cond-mat.mes-hall
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
Photothermoelectric effects and large photovoltages in plasmonic Au nanowires with nanogaps
纳米结构的金属受到局部光学询问可以产生开路光电压，潜在地用于能量转换和光电探测。我们报告了一项研究的光电压作为一个功能的照明位置在单一的金属金纳米线和纳米线形成的电迁移的纳米间隙。我们使用激光扫描显微镜通过激发局部等离子体共振和直接吸收来局部加热金属纳米结构。在没有纳米间隙的纳米线中，电荷传输是扩散的，我们观察到与热电性一致的电压分布，局部塞贝克系数取决于纳米线的宽度。在具有纳米间隙的纳米线中，电荷传输是通过隧穿进行的，我们观察到高达数十mV的大的光电压，其幅度、极化依赖性和空间定位遵循纳米间隙中的等离子体共振。这与由非平衡态、等离子体激元激发后产生的“热”载流子所携带的跨纳米间隙的光电流的模型一致。
2017-04-25 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
Strong exciton-plasmon coupling in semiconducting carbon nanotubes
本文从理论上研究了小直径（~1 nm）半导体单壁碳纳米管的激子态与表面电磁模的相互作用。我们发现，这些相互作用可以导致强激子表面等离子体激元耦合。激子吸收线的形状表现出拉比分裂约0.1 eV的激子能量被调谐到最近的带间表面等离子体共振的纳米管。我们还表明，量子限制斯塔克效应可以作为一种工具来控制激子结合能和碳纳米管中的纳米管带隙，例如，以使激子总能量与最近的带间等离子体激元模式共振。激子-等离子体拉比分裂，我们预测在这里为一个单独的碳纳米管是接近其幅度的混合等离子体纳米结构人工制造的有机半导体金属薄膜上先前报道。我们期望这种效应为半导体碳纳米管的新型可调光电子器件应用开辟道路。
2009-07-08 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
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
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
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
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
Theory of intraband plasmons in doped carbon nanotubes: rolled surface-plasmons of graphene
单壁碳纳米管具有两种不同类型的等离子体激元，由方位角和轴向方向的波数指定。人们已经研究了由带间跃迁引起的方位等离子体激元，而电荷掺杂的影响尚不清楚。在本文中，我们表明，当纳米管是重掺杂，带内跃迁导致的方位角等离子体出现在近红外区域的吸收光谱，这是不存在的光掺杂由于屏蔽效应的等离子体共振。纳米管的圆柱形波导结构中固有的轴向等离子体激元解释了在太赫兹区域中观察到的金属纳米管的吸收峰。轴向（方位角）等离子体激元的激发需要平行（垂直）于管轴的线性偏振光。
2016-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent Controllable Transport of a Surface Plasmon Coupled to Plasmonic Waveguide with a Metal Nano Particle-Semiconductor Quantum Dot Hybrid System
利用实空间方法，研究了一维表面等离子体波导中半导体量子点和金属纳米粒子组成的混合纳米系统与单个等离子体相互作用时的开关现象.我们讨论了激子和局域表面等离子体激元之间的偶极耦合导致混合激子的形成，并且可以通过改变SQD和MNP之间的颗粒间距离和纳米颗粒的尺寸来控制传播的单个等离子体激元的透射和反射。利用这种纳米系统对单表面等离子体的可控输运，将在等离子体开关、单光子晶体管、纳米激光器和量子信息等新一代量子器件的设计中具有重要的应用前景。
2015-12-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
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
Transport Properties of a Single Plasmon Interacting with a Hybrid Exciton of a Metal Nanoparticle-Semiconductor Quantum Dot System Coupled to Plasmonic Waveguide
采用实空间方法研究了一维表面等离子体波导耦合的半导体量子点和金属纳米粒子混合系统与单个等离子体相互作用过程中的输运性质.我们认为MNP与SQD相互作用导致了混合激子的形成，通过调节施加在MNP与SQD混合纳米体系上的经典控制场的频率、金属纳米颗粒的种类以及背景介质，可以控制单次入射等离子体激元的透射和反射.单等离子体激元与这种混合纳米系统相互作用的输运性质可以在下一代量子器件如单光子开关和纳米镜的设计以及量子信息处理中找到应用。
2015-12-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
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
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
Excitation of nanowire surface plasmons by silicon vacancy centers in nanodiamonds
金刚石中的硅空位（SiV）中心由于其窄的发射线而成为量子发射体的一个非常有前途的候选者。虽然许多不同的量子发射体已经被用于激发各种传播的等离子体模式，但SiV中心的相应开发仍然是迄今为止未知的领域。在这里，我们报告的银纳米线支持的表面等离子体激元模式的激发使用SiV中心的纳米金刚石。SiV中心荧光与表面等离子体激元的耦合被观察到，当位于纳米线附近的纳米金刚石被泵浦照射时，作为来自纳米线远端的辐射发射。耦合的影响也被视为SiV中心寿命的变化。最后，我们讨论了加强SiV中心耦合到表面等离子体模式的可能途径。
2017-06-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Excitation of plasmonic nanoantennas with nonresonant and resonant electron tunnelling
一个严格的理论光子发射伴随着非弹性隧道内的间隙等离子体纳米天线已经开发。在这些结构中的表面等离子体激元的电激发的令人惊讶的低效率可以增加的数量级时，共振隧穿结构被纳入内的间隙。共振隧穿辅助表面等离子体发射极可能成为未来电驱动纳米等离子体电路的关键元件。
2016-03-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmon-assisted electron-electron collisions at metallic surfaces
本文从理论上讨论了一个快的初级电子撞击金属表面引起的次级电子的射出，并假设入射电子与金属中的电子直接散射，计算了Al和Be表面的电子对能量分布。不同的模型筛选的电子-电子相互作用的检查和足迹的表面和体等离子体激元模式进行了确定和分析。制定的理论方法进行了比较与现有的实验数据的电子对发射从铝。
2012-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Hybrid plasmonic nanosystem with controlled position of nanoemitters
量子点在靠近银纳米线的位置被光学激发可以发射纳米线表面等离子体激元。与这种有前途的混合系统相关的挑战是控制纳米线上纳米发射器的位置。我们报告使用双光子光聚合过程中的战略位置的量子点纳米线在控制网站。量子点和纳米线极端之间的距离的参数研究表明，精确控制发射点的位置，使控制线端的光强度，通过表面等离子体传播。
2019-07-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electron-induced limitation of surface plasmon propagation in silver nanowires
等离子体电路被认为是一种有前途的解决方案，有效的技术，用于封装和集成下一代的光学纳米器件。一个关键要素是电信息和光信息之间的共享金属网络，其能够实现电子控制层和等离子体数据链路的有效异质集成。在这里，我们调查到什么程度的表面等离子体激元和载流电子干扰这样一个共享的电路。通过同步记录单个化学合成银纳米线的表面等离子体传播和电输出特性，我们确定了阻碍这些纳米级电路中电流和表面等离子体共同传播的限制因素。
2015-09-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
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
Quantization of electromagnetic modes and angular momentum on plasmonic nanowires
表面等离子体激元的量子理论对于研究纳米等离子体激元中光与不同金属纳米结构的相互作用具有重要意义。本文利用正则量子化方法研究了纳米线表面的表面等离子体及其轨道和自旋角动量。结果表明，纳米线上的表面等离子体在传输过程中同时携带轨道动量和自旋动量。最后，将所得结果应用于等离子体纳米线波导，验证了理论的正确性。该研究为今后纳米线等离子体相互作用和量子信息光路的研究提供了有益的参考。
2020-08-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Analysis of damping-induced phase flips of plasmonic nanowire modes
我们从银纳米线的一端发射表面等离子体激元通过不对称照明与白光和使用等离子体激元到光散射在纳米线两端探测光谱的等离子体激元法布里-珀罗线模式。从纳米线两端的散射强度的最大值和最小值的光谱位置被发现是同相或异相，这取决于纳米线的长度和光谱范围。这一现象可以用广义Fabry-Perot模型来解释。这两个制度之间的转折点是敏感的表面等离子体往返损耗，从而打开了一个新的可能性，用于检测纳米线环境中的光吸收的变化。
2012-09-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
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
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
Broadening of plasmonic resonance due to electron collisions with nanoparticle boundary: quantum-mechanical consideration
我们提出了一种量子力学方法来计算金属纳米结构中由于电子与结构表面的碰撞而引起的等离子体共振的加宽。如果结构的特征尺寸远大于金属中的德布罗意电子波长，则该方法是适用的。该方法可用于研究单个纳米粒子和纳米粒子阵列的等离子体特性。
2013-06-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spontaneous decay of a quantum emitter near a plasmonic nanostructure
我们发展了一个位于金属-电介质结构附近的量子发射体（QE）的自发衰变理论，该结构支持局域表面等离子体。如果等离子体共振被调谐为接近QE发射频率，则由于从QE到局部等离子体模式的能量转移，随后通过等离子体天线进行光子发射，发射被增强。发射速率取决于等离子体激元与辐射场的耦合和金属中欧姆损耗之间的密切相互作用。在这里，我们开发的等离子体激元格林函数的方法，包括等离子体激元与辐射的相互作用，以获得显式表达式的辐射衰减率和光学极化率的局部等离子体激元模式在任意的等离子体激元纳米结构。在这种方法中，我们通过将其与等离子体激元模式密度（其表征等离子体激元场限制）相关来提供等离子体激元模式体积的一致定义，并恢复标准腔形式的Purcell因子，但现在用于等离子体激元系统。我们表明，QE放置在一个小的金属纳米结构的尖锐尖端附近的“热点”，等离子体激元模式的体积与金属体积的比例，同时非常敏感的接近尖端。最后，我们推导出任何纳米等离子体系统的辐射功率谱的增强因子，并将其与自发衰变率的Purcell因子联系起来。我们说明了我们的研究结果，位于金纳米棒尖端附近的QE的数值例子。
2022-10-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
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
Multi-plasmon effects and plasmon satellites in photoemission from nanostructures
本文通过非微扰量子力学理论，证明纳米结构芯能级光电子发射可产生高概率的等离激元卫星峰，并揭示形态、维度及标度定律，提出泵浦-探测方案以探测超快动力学。
2023-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Manipulating optical signals at sub-wavelength scale by planar arrays of metallic nanospheres: Towards plasmonic interference devices
我们表明，干涉可以是全光开关和其他纳米等离子体干涉器件（PID）的工作原理。从理论上研究了两类平面等离子体波导的光学响应：弯曲链和Y型密集金属纳米球结构。我们研究对称的Y形阵列作为一个例子的全光开关，并证明，有效的相位和幅度敏感的控制输出信号可以实现由于干涉效应。
2011-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
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
Quantum electrodynamics description of localized surface plasmons at a metal nanosphere
基于由电磁场、描述等离子体激元的振荡器和描述等离子体激元以外的激发的储层组成的微观模型，提出了金属纳米球中局域表面等离子体激元（LSP）的正则量子化方案.这个完全量子电动力学理论的本征模显示出一个光谱，包括辐射去极化和加宽，包括从准静态LSP模式的红移，随着颗粒尺寸的增加。这些光谱配置文件正确匹配与精确的经典电动力学（米氏理论）。本方案提供了在近场和远场区域中的每个等离子体激元的电场，从而证明了其在量子等离子体激元学和纳米光学领域中的实用性。
2021-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Retardation effects on the dispersion and propagation of plasmons in metallic nanoparticle chains
我们考虑一个规则间隔的球形金属纳米颗粒链，其中每个颗粒支持三个简并局域表面等离子体。由于纳米颗粒之间的偶极相互作用，局域等离子体激元耦合形成扩展的集体模式。使用一个开放量子系统的方法，其中集体等离子体相互作用与真空电磁模式，重要的是，很容易通过光-物质耦合结合延迟，我们分析评估所产生的辐射频率偏移的等离子体能带结构。对于亚波长大小的纳米粒子，我们的分析处理提供了一个很好的定量协议的结果来自费力的数值计算的基础上完全延迟的解决方案麦克斯韦方程组。事实上，我们提供的等离子体光谱的显式表达式展示了如何包括延迟引起的对数奇异性的横向极化等离子体的能带结构。我们进一步研究了延迟效应对等离子激元沿链传播的影响。而对于纵模，延迟有一个可以忽略的影响，我们发现，延迟偶极相互作用可以显着修改的情况下，横向偏振模式的等离子体传播。此外，我们的研究结果阐明了纳米等离子体激元系统中的辐射效应与原子物理学中的合作兰姆位移之间的相似性。
2017-12-08 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
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
Universal nature of collective plasmonic excitations in finite 1-D carbon-based nanostructures
Tomonaga-Luttinger（TL）理论预测了有限长度的一维纳米结构导体中的集体等离子体共振，其变化大致与结构的长度成反比。深入的定量了解这种共振，还没有明确确定在实验中，到目前为止，将是非常宝贵的未来几代的纳米光子和纳米电子器件，采用1-D导体。在这里，我们提供的等离子体共振在一些代表性的1-D有限的碳基纳米结构使用第一原理计算电子光谱研究的证据。我们的专用实时空间/实时全电子时间依赖密度泛函理论（TDDFT）模拟器可以执行激发态计算，以获得正确的频率为已知的光学跃迁，并捕捉各种纳米效应，包括集体等离子体激元激发。一维等离子体激元的存在是普遍预测的各种数值实验，这也证明了共振分裂的现象。对于所研究的金属碳纳米管，等离子体激元预计与无限长一维结构的T-L等离子体激元有关。
2015-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
