Polarized exciton emission enhancement of monolayer MoS2 coupled with plasmonic Salisbury-type absorber
等离子体介导的二维原子过渡金属二硫属化物（TMD）中光-物质相互作用的操纵关键取决于等离子体纳米结构的设计，以实现TMD中的最大光场。在这里，一个金属-绝缘体-金属索尔兹伯里型完美吸收体被制作作为本地化的表面等离子体激元的发生器。实验观察到在金等离子体混合纳米结构顶部的单层（ML）MoS 2的显着的光致发光（PL）增强高达60倍。此外，PL线偏振可以接近激子发射峰附近的约60%，并且与激发激光的偏振无关。这种Salisbury型等离子体激元-激子杂化系统为基于TMD的光电子器件的发展开辟了一条新的途径。
2021-12-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electric fields-tuning plasmon and coupled plasmon-phonon modes in monolayer transition metal dichalcogenides
本研究理论探究了自旋轨道耦合下单层过渡金属二硫化物的等离激元及耦合模式的电场调控效应，发现频率随电场增强降低且各向异性弱，为其光电器件应用提供新调控途径。
2025-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological valley plasmons in twisted monolayer-double graphene moiré superlattices
本研究将拓扑光子学与莫尔超晶格结合，理论证明小角度转角单层-双层石墨烯莫尔超晶格可作为谷保护等离激元的天然平台，其因畴区光导率差异形成完整带隙，具有非零谷陈数和抗谷间散射的边缘态单向输运特性。
2024-03-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Multi-component plasmons in monolayer MoS$_2$ with circularly polarized optical pumping
单层二硫化钼（ML-MoS $_2$）利用圆偏振光和静电门控，可以形成支持多种类型载流子的平台。它们可以通过它们的自旋，谷指数，或者它们是电子还是空穴来区分。我们调查这些载流子的集体性质，并能够识别新的不同的等离子体振子模式。我们分析了相应的色散关系、寿命和振子强度，并计算了等离激元模不同分量振荡之间的相位关系。ML-MoS $_2$中的所有平台都支持零开尔文下的长波长$\sqrt{q}$等离子体激元分支。除此之外，对于$n$组分系统，$n-1$不同的等离子体振子模式表现为在长波长极限中具有线性色散的声学模式。这些模式对应于不同费米子液体中的异相振荡，尽管被阻尼，但具有相对较长的寿命。此外，我们还发现了新的不同的模式，在大波矢，更强的阻尼带内过程。
2017-08-16 cond-mat.mes-hall
Low-loss two-dimensional plasmon modes in antimonene
利用密度泛函和多体微扰理论研究了自旋轨道和电子-声子耦合对掺杂单层Sb $_2$集体激发的影响.自旋-轨道耦合对于单层Sb $_2$是唯一重要的，并且它导致电子能带结构的重构。特别地，单层Sb $_2$的等离子体激元模式对SOC非常敏感，并且由于小的电子-声子散射而具有非常低的阻尼率。我们的研究结果表明，锑烯中的等离子体是显着较少的阻尼相比，单层石墨烯等离子体激元能量为$\hbar ω> 0.2$ eV，由于较小的等离子体-声子耦合在前者的材料。
2020-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong plasmon reflection at nanometer-size gaps in monolayer graphene on SiC
我们采用针尖增强红外近场显微镜研究了碳化硅上外延的准独立单层石墨烯的等离子体性质。近场图像揭示了传播的石墨烯等离子体激元，以及在石墨烯层中的间隙处的强等离子体激元反射，其出现在SiC台阶之间的台阶处。当台阶高度约为1.5 nm时，其比等离子体激元波长小两个数量级，反射信号在石墨烯边缘处达到其值的20%，并且对于小至5 nm的台阶高度，其接近50%。这一有趣的观察结果得到了数值模拟的证实，并通过在石墨烯终端积累线电荷来解释。石墨烯终端处的相关电磁场在几纳米内衰减，从而阻止了跨纳米级间隙的有效等离子体传输。我们的工作表明，石墨烯基电路中的等离子体激元传播可以使用非常紧凑的纳米结构（如超窄间隙）进行定制。它还表明，尖端增强近场显微镜是一个强大的非接触式工具来检查石墨烯中的纳米级缺陷。
2013-11-25 cond-mat.mes-hall
Plasmonic detection of Rashba spin-orbit coupling in monolayer transition-metal dichalcogenides
该研究提出利用等离激元作为非侵入性光谱手段，通过计算动态介电函数和电子能量损失函数，精确量化单层过渡金属硫族化物中 Rashba 自旋轨道耦合的强度。
2025-10-13 cond-mat.mes-hall
Electrical tuning of exciton-plasmon polariton coupling in monolayer MoS2 integrated with plasmonic nanoantenna lattice
半导体中的光-物质相互作用的主动控制对于实现下一代光电子器件是至关重要的，通过外场可调谐地控制系统的光学性质。操纵通过几何参数耦合到腔体的活性物质中的光学相互作用的能力，所述几何参数与利用施加的场的动态控制一起固定，开辟了控制激子寿命、振子强度及其弛豫性质的可能性。在这里，我们展示了电控制激子等离子体激元耦合强度的二维半导体集成与等离子体激元纳米谐振器组装在场效应晶体管器件之间的强耦合和弱耦合限制静电掺杂。因此，激子-等离子体激元极化子色散可以动态地改变所施加的电场通过调制的激子性质的单层二硫化钼所产生的多体效应与载流子浓度。此外，强耦合带电激子等离子体激元也观察到后增加载流子注入。利用等离子体纳米谐振器和电场动态控制超薄半导体的光学特性的能力证明了耦合系统的多功能性，并为具有精确定制响应的光电子器件的设计提供了新的平台。
2016-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Plasmon modes in monolayer and double-layer black phosphorus under applied uniaxial strain
本文利用线弹性理论研究了在长波范围内，施加面内单轴应变对单层、双层和双层磷烯结构等离子体激元色散的影响。在低能量极限下，这些效应可以通过沿扶手椅和Z字形方向的各向异性能带的曲率变化来建模。我们推导出单轴应变下的等离子体激元模式的解析关系，并表明所施加的应变的方向是很重要的。此外，我们观察到沿扶手椅方向，等离子体色散随应变的变化是不同的，比沿锯齿形方向的变化大。利用两层磷烯系统的解析关系，我们发现层的应变依赖的取向因子可以被认为是一种手段来控制等离子体激元能量的变化。此外，我们的研究表明，等离子体激元集体模式更受影响时，应变相等地施加到层的情况下，其中应变不对称地施加到层。我们还计算了应变对双层磷烯结构中的拖曳电阻率的影响，并得到了等离子体激元激发的变化，由于施加的应变，是主要负责预测的结果。这一研究可以很容易地推广到其他各向异性二维材料。
2017-10-21 cond-mat.mes-hall
Plasmons and screening in monolayer and multilayer black phosphorus
黑磷显示出高度的能带各向异性。然而，我们发现，它的面内静态屏蔽仍然是相对各向同性的动量相关的弹性长程散射过程。另一方面，系统中的集体电子激发表现出很强的各向异性。带的非抛物线性导致等离子体频率，其按$n^β$和$β<\tfrac{1}{2}$缩放，其中$n^β$是载流子浓度。屏蔽和电荷分布的面外方向也研究了使用非线性的M-Fermi模型。
2014-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mechanism for graphene-based optoelectronic switches by tuning surface plasmon-polaritons in monolayer graphene
它示出，人们可以探索石墨烯的光学电导率，连同通过施加的栅极电压控制其电子密度的能力，以实现外部电磁辐射和石墨烯层中的表面等离子体激元-极化激元之间的谐振耦合。这开启了通过在全反射和全吸收的状态之间切换来电控制放置在石墨烯层顶部上的棱镜内反射的光的强度的可能性。预测的效果可用于构建基于石墨烯的光电开关。
2011-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room temperature Tamm-Plasmon Exciton-Polaritons with a WSe2 monolayer
固态腔量子电动力学是探索光-物质耦合前沿的一个快速发展的领域。等离子体激元方法在这一领域特别感兴趣，因为它们具有将光学模式挤压到显著低于衍射极限的空间的潜力1，2，增强了光-物质耦合。它们还可作为一种架构，用于设计具有最小占地面积的超快速非线性集成电路3。过渡金属二硫属化物非常适合作为这种电路中的活性材料，因为它们在最终单层极限下与光强烈相互作用4。在这里，我们实现了Tamm-plasmon-polariton结构，并研究了WSe 2单层的耦合，托管高度稳定的激子5。激子-极化子形成在室温下表现在光致发光中研究的特征能量-动量色散关系中，其特征在于激子和光子模式之间的反交叉，拉比分裂为23.5 meV。在环境条件下在具有原子单层的等离子体结构中创建极化激元准粒子是迈向紧凑的高度非线性集成光子和极化激元电路的关键一步6，7。
2016-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Exciton-plasmon Coupling and Electromagnetically Induced Transparency in Monolayer Semiconductors Hybridized with Ag Nanoparticles
激子与金属纳米粒子支持的局域表面等离子体激元强耦合的混合系统定义了一种控制光-物质相互作用的新方法。在这里，我们报告激子-等离子体激元耦合在二维（2D）半导体，如二硫化钼和WS 2，与银纳米粒子杂交。突出的光致发光增强在单层二硫化钼观察与局域表面等离子体共振（LSPR）调谐到激子共振。通过调节激发能，解决了近场增强和Purcell效应引起的辐射发射率增强的贡献。共振条件下激子与LSPR之间的强相干偶极-偶极耦合在局域表面等离子体激元的消光谱中表现为电磁诱导的透明窗口。在这种强耦合状态下，一种新的准粒子，称为plexciton，预计将表现出独特的性质，这在原始粒子中都不存在。我们的研究结果表明，与等离子体结构杂化的二维半导体不仅在能量收集和发光器件的应用中具有很大的前景，而且还为强耦合机制中激子-等离子体相互作用的基础研究提供了一个有吸引力的平台。
2016-01-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Coupling Quantum Emitters in WSe2 Monolayers to a Metal-Insulator-Metal Waveguide
将单光子发射器耦合到表面等离子体激元为芯片上量子光子学提供了通用的基础。然而，实现良好的耦合效率需要发射器相对于等离子体激元模式的位置和偶极取向两者的精确对准。我们演示了在2-D半导体，WSe 2自对准的银-空气-银，金属-绝缘体-金属波导中传播的表面等离子体激元的单发射器的耦合。波导在单层中产生应变引起的缺陷，其接近于表面等离子体激元模式，具有有利的偶极取向以用于最佳耦合。我们测量的平均增强率的自发发射的因素为1.89耦合的单缺陷的等离子体激元波导。这种结构提供了一种有效的方式耦合单光子发射器传播等离子体激元，这是实现芯片上的有源等离子体激元电路的重要一步。
2018-09-06 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Metal-coated microsphere monolayers as surface plasmon resonance sensors operating in both transmission and reflection modes
National Institute for Research and Development of Isotopic and Molecular Technologies（同位素和分子技术研究发展中心）；Institute for Interdisciplinary Research in Bio-Nano-Sciences, Babes-Bolyai University（巴比什-博约伊大学生物纳米科学交叉研究所）
本文提出银涂层聚苯乙烯微球单层作为表面等离子共振传感器，可在透射和反射模式下工作，通过使用200nm微球揭示了增强光学透射带，反射模式比透射模式更高效，实验验证了吸附物位置对传感效率的影响。
2026-03-27 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Manipulating Coherent Light Matter Interaction: Continuous Transition between Strong Coupling and Weak Coupling in MoS2 Monolayer Coupled with Plasmonic Nanocavities
超紧凑纳米腔中的表面等离子体激元与二维材料中激子之间的强相互作用，因其有望实现室温下的极化激元器件而引起了人们的广泛兴趣。在这里，我们提出了一个连续的过渡，从弱耦合到强耦合激子之间的二硫化钼单层和高度本地化的等离子体超紧凑的纳米天线。纳米天线由位于金膜上的银纳米立方体组装而成，并由介电间隔层隔开。我们观察到的光致发光增强1570倍，在弱耦合制度的混合纳米腔厚的间隔层。通过减小间隔层的厚度，激子和等离子体激元之间的相互作用被直接促进到强耦合区。在室温下观察到了极化激元的形成，其拉比分裂高达190 meV，这是二维材料中报道的最大的等离子体激元-激子拉比分裂。数值计算量化了耦合强度、局域态密度和间隔层厚度之间的关系，揭示了纳米腔中弱耦合和强耦合的转变。研究结果为等离子体激元-激子相互作用系统的设计提供了指导。
2019-08-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Influence of Dynamical Floquet Spectrum on the Plasmon Excitations and Exchange Energy of tilted monolayer 1T$^\prime$MoS$_2$
该研究利用圆偏振光与Floquet能谱理论，探究了倾斜单层1T$^\prime$MoS$_2$的等离激元激发特性与交换能变化，揭示了温度、带隙等因素的调控规律及潜在应用。
2024-12-11 cond-mat.mes-hall
Strong coupling between WS$_2$ monolayer excitons and a hybrid plasmon polariton at room temperature
本研究在室温下探讨了 WS$_2$ 单层激子与混合等离激元极化子的相互作用，通过调节纳米光栅深度实现了强耦合，并强调了设计复合结构时需同时考虑等离激元近场增强与阻尼。
2023-09-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Coulomb excitations of monolayer germanene
单层锗烯的电子激发特征在于其显著的自旋轨道耦合和屈曲结构。集体激发和单粒子激发随转移动量的大小和方向、费米能和栅电压的变化而变化。根据独特的频率和动量相关相图，有四种等离子体激元模式。它们在长波长下表现为二维声学模式。然而，当动量较大时，它们可能转变为另一种无阻尼等离子体，在强带内e-h激发下成为严重抑制的模，保持相同的无阻尼等离子体，或者在强带间e-h激发下衰减直至消失。锗烯、硅烯和石墨烯在不同的等离子体激元模式的主要特征上彼此相当不同。
2016-04-25 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Combined effect of doping and temperature on the anisotropy of low-energy plasmons in monolayer graphene
我们比较了单层石墨烯的二维（2D）等离激元色散关系，当样品在导带中掺杂有载流子并且温度$T$为零时，与当温度有限并且没有掺杂时的情况下。此外，我们还得到了在有限温度下掺杂时的等离子体激元激发。结果是在随机相位近似下得到的，该近似采用从头计算密度泛函理论计算的能量电子带。我们发现，在未掺杂的情况下，有限的温度结果在外观中的低能量区域的二维等离子体激元是缺席的$T=0$的情况下。其能量随着$T$的增加而逐渐增加。它伴随着在动量范围内的膨胀，在那里也观察到这种模式。在足够高的温度和掺杂浓度下，在$Γ$ M方向上的2D等离子体激元分散可以与沿着$Γ$ K方向的2D等离子体激元分散在实质上不同。此外，在超过$\approx300$ meV的温度下，沿着$Γ$ K方向在较低能量下出现第二模式，就像它在超过$\approx 300$ meV的掺杂水平下出现一样。一旦温度超过$\approx 0.75$ eV，该模式停止退出，而2D等离子体激元作为一个定义明确的集体激发高达$T=1.5$ eV，在这项工作中研究的最高温度存在。
2017-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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。
2015-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Dynamical Tuning of Energy Transfer Efficiency on a Graphene Monolayer
在这篇文章中，我们提出了一个理论研究的自发发射和能量转移率的量子系统放置在一个单层的导电石墨烯。量子系统和石墨烯的表面等离子体激元极化激元之间的强耦合和弱耦合的条件被确定，随后，我们专注于弱耦合制度。然后，我们计算了石墨烯上的表面等离子体激元模式的色散关系，并通过改变化学势，显示出其共振频率的良好控制。利用格林张量理论，我们计算了放置在石墨烯单层附近的量子系统的自发发射和能量转移率。一个单一的量子系统的自发发射率提高了几个数量级接近的石墨烯单层，我们表明，这种增强是由于几乎完全激发的表面等离子体模式。当考虑两个量子系统之间的能量转移率时，我们发现接近石墨烯单层的几个数量级的类似增强。当供体和受体彼此接近时，它们之间的直接相互作用占主导地位，但由于石墨烯单层的存在，其自由空间行为被修改。随着供体-受体分离的增加，它们的直接相互作用被经由表面等离子体激元模式的相互作用所掩盖。由于石墨烯上的表面等离子体模式的大传播长度-数百纳米-这种能量转移速率的增强保持了沿着石墨烯单层的大供体-受体分离。
2014-12-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Valley polarized relaxation and upconversion luminescence from Tamm-Plasmon Trion-Polaritons with a MoSe2 monolayer
过渡金属二硫属化合物是研究纳米凝聚态系统中激子效应、自旋相关现象和基本光-物质耦合的理想实验平台。特别是，谷度的自由，这是唯一的这种直接带隙单层反转对称性破缺，增加了这些材料的根本利益。在这里，我们实现了一个Tamm-plasmon结构与嵌入的MoSe 2单层和研究极化激元准粒子的形成。建立了MoSe 2的Tamm-mode和trion共振之间的强耦合条件，在非共振光激发下，从极化激元基态产生明亮的发光。我们证明，剪裁的单分子层的电动力学环境的结果在一个显着增加的谷极化。这种增强可能与时间分辨光致发光测量中所示的复合动力学变化有关。此外，我们观察到强烈的上转换发光共振激发极化激元态的低极化激元分支。这种上转换的极化激元发光被示出为保持谷极化的trion极化激元，这铺平了道路，结合自旋谷物理和激子散射实验。
2017-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Brightening of dark trions in monolayer WS$_2$ via localization of surface plasmons
Bose Institute（博斯研究所）；Kolaghat Government Polytechnic（科拉加特国立理工学院）
通过局部化表面等离子体模式，实现单层WS₂中暗三重态的亮化，为谷极化半暗态三重态的可扩展量子应用提供新途径。
2026-07-24 cond-mat.mes-hall
Dark-Exciton-Mediated Fano Resonance from a Single Gold Nanostructure Deposited on Monolayer WS2 at Room Temperature
强空间限制和高度降低的介电屏蔽提供了具有强多体效应的单层过渡金属二硫属化物（TMDC），从而具有光学禁止的激子态（即，暗激子）。在这里，我们探索的相互作用的表面等离子体激元与暗激子的混合系统组成的堆叠的金纳米三角形（AuNTs）和单层WS 2。我们观察到一个狭窄的Fano共振时，混合系统被包围的水，我们属性的光谱Fano线宽变窄的暗K-K激子的等离子体增强衰变。我们的研究结果表明，单层WS 2中的暗激子可以强烈地改变混合等离子激元-激子系统中的Fano共振，并且可以用于新型光学传感器和有源纳米光子器件。
2019-01-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Observation of hybrid Tamm-plasmon exciton-polaritons with GaAs quantum wells and a MoSe2 monolayer
在腔量子电动力学的框架中，激子和微腔光子之间的强的光-物质耦合导致光和物质激发的杂化。当来自不同主体介质的各种激发强烈耦合到相同的光学共振时，出现集体强耦合的状态。这导致在三种混合极化激元模式中的各种物质组分的良好可控的混合物。在这里，我们研究了腔器件与四个嵌入式GaAs量子阱托管激子光谱匹配的A-谷激子共振的MoSe 2单层。在动量分辨光致发光和反射率研究中证明了混合极化激元模式的形成。我们用热力学模型描述了激子-极化激元沿混合模的能量和k矢量分布，与实验符合得很好。
2017-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Synthesis of highly confined surface plasmon modes with doped graphene sheets in the mid-infrared and terahertz frequencies
我们通过解析计算研究了单层石墨烯片和一对独立的平行石墨烯单层的表面等离子体色散关系。导出了单层情况下色散关系的近似形式，该近似形式具有很高的精度，并直观地反映了支撑等离子体激元模的性质。对于由小间隙分开的平行石墨烯对，表面等离子体激元的色散关系分裂成两个分支，一个分支具有对称的磁场，另一个分支具有穿过间隙的反对称磁场。对于对称（磁场）分支，可以在宽光谱上以减小的吸收损耗来改善约束，这与经受损耗和约束之间的权衡的金属表面上支持的常规SP模式不同。然而，对于非常小的分离，这种对称模式被强烈抑制。另一方面，它的反对称对应物表现出非常小的分离或长波长的吸收损失减少，作为对称分支的补充。我们的研究结果表明，石墨烯等离子体激元结构可能是有前途的波导和传感应用在中红外和太赫兹频率。
2012-03-20 cond-mat.mes-hall
Plasmon-phonon coupling in a valley-spin-polarized two-dimensional electron system: a theoretical study on monolayer silicene
本文研究了交换场作用下，硅烯谷自旋极化金属相中等离子体激元与极性绝缘体表面光学声子耦合产生的混合激发。我们在广义随机相位近似下进行计算，其中等离子体-声子耦合被考虑到由长程Fr $\ddot{\mathrm{o}}$ hlich相互作用。我们的调查两个杂交等离子体激元分支在不同的自旋和谷子带显示出不同的行为相比，非耦合的情况下。有趣的是，在一个谷，我们发现，虽然高能量的混合分支是完全阻尼的自旋向上的状态，它可以很好地定义在自旋向下的状态。此外，我们发现，电子-声子耦合是更强的自旋下降的子带，无论谷指数，由于其较高的电子密度。此外，我们还研究了电子-声子耦合对四个不同自旋谷锁定子带的准粒子散射率的影响。我们的计算结果预测的散射率的所有子带的普遍增强，和跳跃的情况下，自旋下降状态。与混合等离子体激元模式的阻尼相关联的这种急剧增加在解耦的情况下几乎不存在。结果表明，一个有效的方法来操纵集体模式的谷自旋极化硅烯，这可能成为有用的在未来的谷电子和自旋电子应用。
2018-11-29 cond-mat.mes-hall
Active control of coherent dynamics in hybrid plasmonic MoS2 monolayers with dressed phonons
共振局域等离子体激元诱导的强电磁场引起的近场相互作用可以导致激子态的强耦合或在量子受限结构中形成混合激子-等离子体激元模式。这种耦合可以通过设计一个系统来加强，该系统的振动态与由局域等离子体激元激发引起的驱动场的能量共振。在二硫化钼（MoS 2）上成核的银纳米岛是这种相互作用的理想平台。利用超快光学光谱研究了局域等离子体激元（LSP）对共振和非共振光激发载流子到激子态激子的形成和解离的影响。由于Ag纳米颗粒（Ag-NP）的局部场增强了共振激发存在下的二硫化钼中的拉曼模式的幅度。在2.3 eV的超短脉冲光激发共振激发LSP模式和光学近场共振驱动的声子模式，这导致了在二硫化钼中的A和B激子与等离子体激元模式的相干耦合。LSP模式的共振激发调制探测场的光吸收。由于在3.0 eV的激发源引起的C激子的共振激发（其与LSP模式非共振）在来自Ag NP的过量载流子的存在下增加了静电屏蔽。它导致光学产生的C激子更快地解离成自由载流子，最终增加A和B激子的数量。应用三能级密度矩阵理论描述了局域近场光驱动源诱导的缀饰电子振动态在混合纳米等离子体系统中的相干相互作用过程。
2019-03-29 cond-mat.mes-hall
Plasmon-phonon coupling in graphene
计算了单层和双层石墨烯的电子-声子耦合系统的集体激发，考虑了石墨烯中电子激发与衬底纵向光学声子模之间的非微扰库仑耦合.我们发现单层石墨烯中的等离子体-声子耦合在所有密度下都很强，但在双层石墨烯中，耦合仅在满足共振条件$ω_{pl} \approx ω_{ph}$的高密度下才有意义。这种差异来自于与石墨烯的手性相关的特殊屏蔽特性。等离子体-声子耦合解释了在长波长范围内测量到的准线性等离子体色散，从而解决了实验观测中的一个难题。
2010-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing dark excitons in atomically thin semiconductors via near-field coupling to surface plasmon polaritons
过渡金属二硫属化物（TMD）单层是直接带隙半导体，其特征在于紧密束缚的激子、强自旋轨道耦合和自旋谷自由度。根据电子-空穴对的自旋配置，TMD单层的谷内激子可以是光学亮的或暗的。暗激子涉及名义上自旋禁戒的光学跃迁与零面内跃迁偶极矩，使他们的检测与传统的远场光学技术具有挑战性。在这里，我们介绍了一种新的方法，用于探测二维（2D）材料的光学性质，通过近场耦合到表面等离子体激元（SPPs），选择性地增强与垂直于2D平面的偶极矩的光学跃迁。我们利用这种方法直接检测暗激子在单层TMD。当WSe 2单层放置在单晶银膜的顶部时，其发射到近场耦合SPPs显示新的光谱特征，其能量和偶极子取向与暗中性和带电激子一致。基于SPP的近场光谱显著增强了探测和操纵原子级薄材料激子动力学的实验能力。
2017-01-20 cond-mat.mes-hall
Anisotropic hybrid excitation modes in monolayer and double-layer phosphorene on polar substrates
研究了位于SiO2、h-BN和Al 2 O3等极性基底上的单层和双层磷烯体系中各向异性杂化等离子体激元-SO声子色散关系。我们利用RPA中的动态介电函数，考虑电子-电子相互作用和基底SO声子通过Frohlich相互作用产生的长程电场，计算了这些混合模。在长波长范围内，我们得到了混合等离子体激元-SO声子色散关系的解析表达式，它代表了这些模式的行为，类似于从损耗函数得到的模式。我们的结果表明，在等离子体SO声子模式的各向异性很强，而他们更强的沿轻质量方向在我们的异质结构。此外，我们还发现衬底的类型对耦合模的色散关系有很大的影响。此外，通过调节极性衬底上双层磷烯中层间的错位和分离，我们可以设计混合模式。
2017-05-01 cond-mat.mes-hall
A planar hyperlens based on a modulated graphene monolayer
研究了太赫兹表面等离子体激元在调制石墨烯单层上的通道化，并用于亚波长成像。由一组具有交替的正虚电导率和负虚电导率的平行纳米带形成的各向异性表面电导率用于实现超透镜所需的渠化制度。与波长相比，带状物是窄的，并且通过在波纹接地平面上选通石墨烯层来电子地创建。良好的质量渠道化的表面等离子体极化激元显示在太赫兹，即使在现实的石墨烯中的损失的存在下，与亚波长成像应用的相关影响。
2013-11-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Enhancing the hybridization of plasmons in graphene with 2D superconductor collective modes
我们探索的方式，其中石墨烯片和2D超导体的单层之间的紧密接近，可以导致它们的集体激发之间的杂交。我们考虑由石墨烯片和2D超导体单层的组合形成的异质结构。石墨烯等离子体激元可以存在的能量范围很广，加上它的可调谐性，使得这种异质结构成为探测超导体多体物理的有前途的平台。我们表明，石墨烯等离子体和Bardasis-Schrieffer模式的2D超导体之间的杂交结果在近场反射系数的异质结构，这在原则上可以观察到在扫描近场显微镜实验的清晰签名。
2021-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Strain effects on optical properties of linearly polarized resonant modes in the presence of monolayer graphene
最近，在石墨烯的存在下，基于光子谐振器的光学传感器件的改进引起了极大的关注。本文基于传输矩阵方法和入射电磁波的TE极化，分别数值计算了一维光子谐振器和应变石墨烯表面等离子体共振的透射谱和反射谱。我们证明了石墨烯中相对较小的应变场可以调制缺陷晶体光子带隙内的线性偏振谐振模。此外，我们还研究了应变对倏逝波技术在单层石墨烯与棱镜干涉时产生的表面等离子体共振的影响。
2021-05-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nonlinear optical response of a local surface plasmon coupled to a 2D material
我们提出了一个理论研究的非线性振荡器的光学响应形成的耦合金属纳米粒子局部表面等离子体共振激子自由度在单层过渡金属二硫属化物。我们发现，组合系统应表现出较强的非谐性在其低的状态，预测例如7个数量级的非线性增加相对于硅光子晶体腔。然后，我们证明了这种系统具有强的量子特性，如反聚束和非高斯性。这种纳米级非线性振荡器的阵列可以用来实现新的光学超材料;或者，一个单独的纳米粒子单层结构可以耦合到一个光学谐振器，以调解有效的输入-输出耦合到传播场。
2019-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Screening effect on the optical absorption in graphene and metallic monolayers
屏蔽是固体物理学的基本概念之一。它对石墨烯的电子性质有很大的影响，尽管带电杂质的浓度很大，但仍观察到巨大的迁移率。虽然静态屏蔽已经成功地解释了直流迁移率，屏蔽性能可以显着改变红外或光学频率。在本文中，我们讨论了动态屏蔽对石墨烯和其他二维电子系统（如金属单分子膜）的光吸收的影响。这项研究的动机是最近的实验结果指出，石墨烯等离子体激元线宽和光学散射率可以远远大于由直流迁移率确定的散射率。具体地，我们讨论了一个过程，其中入射在石墨烯平面上的光子可以通过从衬底的杂质或表面光学声子散射来激发等离子体激元。
2014-03-17 cond-mat.mes-hall
Anisotropic plasmons, excitons and electron energy loss spectroscopy of phosphorene
本文基于从头算含时密度泛函理论研究了磷分子单层膜的各向异性电子能量损失谱。与黑磷类似，未掺杂的单层磷烯的EELS的特征在于在带隙附近的能量的各向异性激子峰，以及更高能量的带间等离子体峰。在掺杂时，对于带隙内的能量，也出现额外的带内等离子体激元峰。与其他二维系统类似，带内等离子体激元峰在长波极限下以$ω_{\rm pl} \propto \sqrt{q}$的形式在Z字形和扶手椅方向上分散，并且随着波矢的增大而偏离。长波长等离子体激元带内色散的各向异性被发现是成反比的有效质量比的平方根：$ω_{\rm pl}(q \hat{y})/ω_{\rm pl}(q \hat{x}) = \sqrt{m_x/m_y}$。
2017-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Generation and Detection of Surface Plasmon Polaritons by Transition Metal Dichalcogenides for Chip-level Electronic-Photonic Integrated Circuits
电子学和光子学的单片集成由于其潜在的应用而引起了极大的关注。然而，这种混合电路的实现仍然是一个挑战，因为它需要纳米级的光通信。这种整合的一个主要挑战是确定合适的材料。在讨论了材料方面的挑战后，我们确定了原子薄的过渡金属二硫属化物（TMD）作为实现电路的完美材料平台。TMD的选择是基于它们非常独特的性质：单层TMD能够发射和吸收由直接激子跃迁确定的相同波长的光。为了证明这一概念，我们制作了简单的设备组成的银纳米线作为等离子体激元波导和单层TMD作为有源光电介质。利用光激发，直接光学成像和光谱分析，我们演示了产生和检测表面等离子体激元的单层TMD。过渡金属二硫属化合物作为新型的电子学和光子学材料，有望在下一代集成电路中找到新的应用。
2016-05-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Circular dichroism induction in WS2 by a chiral plasmonic metasurface
本文研究单层WS2与手性等离激元超表面的相互作用，利用表面等离激元极化子激发在TMD中诱导圆二色性，并发现其他导波模式，为TMD器件探索提供新途径。
2023-10-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electron and hole lifetime in monolayer graphene
单层电子掺杂石墨烯中的激发传导电子、传导空穴和价空穴表现出不寻常的库仑衰减速率。利用屏蔽交换能研究了去激过程。它们可能利用带内单粒子激发（SPE），带间SPE和等离子体激元模式，这取决于准粒子态和费米能量。低位价空穴可以通过无阻尼的声等离子体衰减，因此它们呈现非常快的库仑退激，非单调的能量依赖性和各向异性行为。然而，低能量传导电子和空穴类似于二维电子气中的电子和空穴。高能量传导态和深能量价态在可用的去激发通道中的行为相似，并且具有与波矢${\bf k}$相似的衰减速率依赖性。
2019-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surface effects on the plasmons in two-dimemsional heterostructures: Application to tilted semi-Dirac materials
Hunter College, City University of New York（纽约市立大学亨特学院）；The Graduate School and University Center, The City University of New York（纽约市立大学研究生院与大学中心）；The University of Tampa（坦帕大学）；Medgar Evers College of City University of New York（纽约市立大学梅加尔·伊弗斯学院）；US Air Force Research Laboratory（美国空军研究实验室）
本文研究了由二维材料和介电介质或真空界面构成的多层异质结构的表面响应函数，推导了等离子体分散关系并分析了其各向异性行为，提出了新的应用前景。
2026-09-25 cond-mat.mes-hall
Proposed Graphene Nanospaser
我们发现，石墨烯单层与多量子阱系统耦合可以形成石墨烯spaser，它是石墨烯中表面等离子体激元的相干量子发生器。石墨烯spaser的有源元件是多量子阱系统，其设计类似于量子级联激光器的有源元件的设计。在多量子阱系统的实际参数下，石墨烯单层中的spasing可以在石墨烯的有限掺杂和等离子体激元频率0.15 eV下实现，该频率接近多量子阱系统中的子带间跃迁的典型频率。
2013-10-19 cond-mat.mes-hall
Inelastic carrier lifetime in a coupled graphene electron-phonon system: Role of plasmon-phonon coupling
我们计算了极性基底上单层和双层石墨烯的非弹性散射率和热电子非弹性平均自由程。我们考虑了电子-电子和电子-表面光学（SO）声子相互作用，研究了准粒子自能。在计算中，采用了首阶动力学屏蔽近似（G $_0$ W近似），将电子和声子同等对待，得到了准粒子自能。我们发现SO声子与等离子体激元之间的强耦合导致准粒子通过耦合模的发射而产生一个新的衰变通道，并导致散射率的突然增加，这在非耦合系统中是不存在的。在单层石墨烯中，发生散射率的单跳，这是由耦合等离子体-声子模式的低能分支的发射引起的。在双层石墨烯中，耦合模式的低能量分支和高能量分支的发射都有助于散射速率，并且引起散射速率的两个突变。这种散射率的突变在开关器件、振荡器等热电子器件中有着潜在的应用前景。
2014-12-31 cond-mat.mes-hall
Plasmon Generation through Electron Tunneling in Graphene
石墨烯等离子体相对于光波长的短波长使其在光电子学和传感领域的应用具有吸引力。然而，这种特性限制了它们与外部光的耦合以及我们创造和检测它们的能力。因此，期望产生等离子体激元的更有效的方式。在这里，我们证明，通过现实的理论模拟，石墨烯等离子体可以有效地激发通过电子隧穿在由两个石墨烯单层由几个原子层的hBN分离形成的三明治结构。我们得到的等离子体激元产生率的$\sim10^{12}-10^{14}/$ s的平方等离子体激元波长的区域上的间距和偏置电压的现实值，而产量（等离子体激元每隧穿电子）具有统一的顺序。我们的研究结果支持在隧穿器件中的石墨烯等离子体激元的电激发作为一种可行的机制，用于开发无光学的石墨烯等离子体激元器件。
2017-08-25 cond-mat.mes-hall
Exchange effect and magneto-plasmon mode dispersion in an anisotropic two-dimensional electronic system
从理论上研究了均匀垂直磁场作用下各向异性二维电子系统的交换效应和磁等离激元模色散。采用一个有效的低能量模型与各向异性的有效质量，这是相关的单层磷，由于电子-电子相互作用的交换效应内的自洽Hartree-Fock近似处理。在梯形图近似下，通过求解电子密度-密度关联函数的Bethe-Salpeter方程得到磁等离子体模色散。结果表明，与各向同性系统相比，各向异性系统的交换效应减小。磁等离子体激元模式色散表现出明显的依赖于波矢的方向。
2016-07-18 cond-mat.mes-hall
Plasmon polariton assisted second-harmonic generation in graphene
本研究通过ATR配置中的石墨烯与SPPs协同作用，提升二次谐波生成效率。
2025-11-24 cond-mat.mes-hall
Monopole and multipole plasmons in a two-dimensional system
使用单层石墨烯作为纯二维（2D）电子气的模型系统，我们通过能量电子损失谱显示，在能量和动量方面都高度分辨，不仅有一个，而且有两个分散损失的激发有很大的概率。这两种损耗的出现与衬底无关（我们在6 H-SiC（0001）的Si面上以及在不具有和具有插层Na层的Ir（111）上测试了石墨烯），并且色散曲线中的斜率比在1.4（SiC）和2之间变化。虽然较低的色散曲线可以归因于激发的等离子体激元，在协议与理论模型计算，上色散分支尚未确定之前在2D电子气中的等离子体激元激发，我们将其分配到一个多极片状等离子体激元的激发。
2011-01-14 cond-mat.mes-hall
Tuning of one-dimensional plasmons by Ag-Doping in Ag-$\sqrt{3}$-ordered atomic wires
通过局域$\sqrt{3}\times\sqrt{3}$有序自组装在Si（557）表面制备了高度为1个原子、平均宽度为11个原子的银线阵列，并利用高分辨电子损失谱和低能电子衍射相结合的方法研究了银线阵列中一维等离子体激元的形成.通过一系列热脱附实验，然后加入少量Ag，结果表明，由（113）面隔开的纯Ag- $\sqrt{3}$有序纳米线阵列本质上是半金属或半导体的。添加的Ag原子的范围高达百分之几的单层的结果在1D等离子体激元形成没有任何浓度阈值。等离子体损失的定量Ag浓度依赖性明显是非线性的，并且与1D等离子体的$\sqrt{n_e}$依赖性完全相容。痕量残留气体的吸附可以具有定性类似的掺杂效果。
2013-11-13 cond-mat.mes-hall
Exciton-plasmaritons in graphene-semiconductor structures
我们研究了单层电荷掺杂石墨烯中的等离子体激元与由势垒与石墨烯隔开的窄禁带半导体量子阱中的激子之间的强耦合。我们表明，激子和等离子体激元之间的库仑相互作用的结果在混合状态描述的哈密顿量类似的激子极化激元，并推导出激子等离子体激元耦合常数依赖于系统参数。我们数值计算了几种半导体材料激子-等离子体激子色散支的拉比分裂，发现它可以达到50 - 100 meV的值。
2014-08-03 cond-mat.mes-hall
Optical far-infrared properties of graphene monolayer and multilayers
考虑带内电导和带间电子吸收，分析了石墨烯单层和多层膜在远红外波段的反射率随频率、温度和载流子密度的变化规律。利用麦克斯韦方程组计算了多层膜等离子体模的色散，并考虑了延迟的影响。在低温和高电子密度下，多层膜的反射率随频率的变化具有急剧的下降和随后的深阱，这是由于电子带间吸收的阈值。
2007-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Topological hybridisation of plasmons with ferrimagnetic magnons
Monash University（莫纳什大学）；Sharif University of Technology（谢里夫理工大学）
该研究通过拓扑混合等离子体与铁磁自旋声子，揭示了其在GHz和THz频率范围内的强耦合特性及拓扑分类方法。
2026-09-09 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
