Ultrafast resonant optical scattering from single gold nanorods: Large nonlinearities and plasmon saturation
我们测量了单个金纳米棒的非线性光学散射，这些纳米棒由超快激光脉冲激发，与它们的纵向等离子体激元模式共振。隔离单个棒消除了不均匀的加宽，并允许测量大的非线性，远大于纳米棒合奏。令人惊讶的是，超快的非线性可以完全归因于加热的传导电子，并没有表现出任何与相干等离子体激元振荡相关的响应。这表明了以前未观察到的强驱动等离子体激元的阻尼。
2006-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Structural and optical properties of monocrystalline and polycrystalline gold plasmonic nanorods
等离子体结构通常通过薄金属膜的光刻图案化来制造。薄膜的性质与所得结构的质量密切相关。在这里，我们比较了两种薄的金膜氮化硅膜：一个传统的多晶薄膜磁控溅射沉积，和单晶金微片，这是第一次直接在膜的表面化学合成。这两种原始金属都用于使用聚焦离子束光刻来制造等离子体纳米棒。的纳米棒的结构和光学性质，其特征在于通过分析透射电子显微镜。两种基底中的纳米棒的尺寸都很好地再现了$240 \times 80\ \mathrm{nm^2}$的设计尺寸，长度和宽度的偏差都高达20 nm。从相同的微孔板中制备的单晶纳米棒的形状再现性大大提高。有趣的是，单晶纳米棒的特征是倾斜的边界，而多晶纳米棒的边界是直立的。两种结构中模式的Q因子和峰值损耗概率在实验不确定度范围内是相同的。我们得出结论，当使用多晶金属代替单晶金属时，等离子体天线的光学响应不会劣化。
2020-08-26 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
On Surface Plasmon Spectrum in Noble Metal Nanoparticles - Rods and Spheroids
从理论上分析了镶嵌在基质中的贵金属纳米颗粒棒和球的表面等离子体激元振荡谱。电子在表面等离子体共振的形成中的重要作用。一个简单的模型来描述纳米棒中的表面等离子体。结果表明，无论是纳米棒和球状体的表面等离子体共振波长是线性依赖于这些颗粒的纵横比。计算结果与实验数据进行了比较，金，银粒子和优秀的协议被证明。
2004-12-12 cond-mat.mes-hall
Plasmonic nano-resonator enhanced one-photon luminescence from single gold nanorods
在实验中测量了单个金纳米棒的强斯托克斯和反斯托克斯单光子发光。结果表明，斯托克斯和反斯托克斯辐射的强度和偏振态具有很强的相关性。我们的实验观察发现了单根金纳米棒发光的相干过程。我们提出了一个理论模式，腔共振的概念的基础上，一致理解斯托克斯和反斯托克斯光致发光。我们的理论与我们所有的测量结果完全一致。
2015-10-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Determinant role of size-dependent electron relaxation processes in the nonlinear luminescence emission of resonantly excited gold nanorods
金纳米粒子（NP）的双光子发光（TPL）是热载流子激发的结果，NP的等离子体共振在等离子体增强吸收和等离子体增强发射中起着重要作用。然而，使得能够控制或优化NP非线性发光的确切参数仍然需要详细理解。在本文中，我们报告了单根金纳米棒的双光子激发光致发光，其表现出相同的纵横比（接近4），因此具有相同的等离子体共振，但体积V增加（707 <V< 160 103 nm 3，即棒直径在6和40 nm之间变化）。结合偏振分辨TPL和同时获得的形貌，在单目标水平上研究了大量胶体纳米棒的双光子发光强度。证明了非单调TPL变化，具有中间尺寸（直径约10纳米）的纳米棒表现出最高的TPL信号强度。提出了一个模型，同时考虑在NP和尺寸依赖的电子热化过程的局部场增强效应。边界元法（BEM）模拟被用来计算在横向和纵向等离子体共振场。一个很好的拟合的实验数据得到考虑在整个NP体积的领域的整合。
2019-08-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Opening stop-gaps in plasmonic crystals by tuning the radiative coupling of surface plasmons to diffracted orders
通过调整局部表面等离子体的辐射耦合到衍射级，我们演示了如何在纳米棒的等离子体晶体中的阻隙可以打开和调整。阻隙产生于表面晶格共振（SLR）的相互耦合，所述表面晶格共振是与反向传播的表面极化激元相关联的集体共振。我们提出了三种不同的纳米棒阵列的实验结果，在那里我们展示了如何通过修改棒的尺寸来控制SLR的分散。结合实验与数值模拟，我们展示了如何通过调整一个单一的结构因素，可以定制的阻隙的属性。我们发现随着纳米棒宽度的增加，阻隙的中心频率呈二次曲线下降，阻隙的频率宽度呈线性上升，驻波的面内动量宽度呈二次曲线上升.这些关系适用于宽范围的纳米棒宽度，包括阵列的占空比在20%至80%之间。我们讨论的物理耦合振荡器模拟，其中涉及的可调谐的阻隙等离子体激元模式的耦合强度。
2011-10-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electrical Control of Plasmon Resonance with Graphene
表面等离子体激元以其独特的能力将光集中到亚波长体积中，使得光子科学取得了巨大进步，从纳米天线和单分子拉曼散射到等离子体波导和超材料。在许多应用中，期望用电场原位控制表面等离子体共振。石墨烯以其独特的可调光学性质提供了与纳米结构集成以实现这种控制的理想材料。在这里，我们证明了在由混合石墨烯-金纳米棒结构组成的模型系统中等离子体共振的有效调制。在电选通时，石墨烯中的强光学跃迁可以被打开和关闭，这导致金纳米棒中等离子体共振的共振频率和品质因数两者的显著调制。石墨烯-纳米金属混合结构，例如石墨烯和金纳米棒的组合，为等离子体共振的电控制提供了一种通用且强大的方法。它为新型有源光学器件和深亚波长尺度的等离子体激元电路提供了希望。
2012-06-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nanorod Size Dependence of Coherent Coupling between Individual and Collective Excitations via Transverse Electromagnetic Field
本文基于自洽非局域响应理论，研究纳米棒长度和折射率等参数对横向电磁场介导的等离子体激元与电子-空穴对相干耦合的影响，为提升热载流子生成效率提供调控原理。
2023-12-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantum dynamics of two quantum dots coupled through localized plasmons: An intuitive and accurate quantum optics approach using quasinormal modes
我们研究了两个量子点（QD）或人工原子通过金纳米棒共振器的基本局域等离子体耦合的量子动力学。我们推导出一个直观和有效的时间局域主方程，其中的金属纳米棒的影响被考虑到自洽使用准正规模式（QNM）的光子格林函数展开技术。我们高效的QNM技术提供了一种替代和更强大的方法，超过标准的Jaynes-Cummings模型，其中电磁环境的辐射衰减，非辐射衰减和光谱重塑效应以清晰透明的方式严格包含在内。我们还展示了如何可以使用我们的方法来恭维近似Jaynes-Cummings模型在某些空间制度，它被认为是有效的。然后，我们提出了两个等离子体耦合量子点的量子动力学和光致发光光谱的研究。我们首先探讨非马尔可夫制度，这是发现是重要的，只有在超短时间尺度的等离子体模式，这是约40 $\,$ fs。对于场自由演化的情况下，激发量子点附近的纳米棒，我们展示了如何空间分离的量子点可以有效地耦合通过等离子体共振，我们展示了如何远离等离子体共振的频率可以更有效地相干耦合量子点。尽管金纳米谐振器具有很强的固有耗散，但我们表明，从最初的分离状态可以实现高达0.7的量子位纠缠，在弱耦合水库的先前工作中，这种纠缠被限制在小于0.5。我们还研究了量子点对的超辐射和亚辐射衰减动力学。最后，我们研究了非相干泵浦的量子点的丰富的量子动力学，…
2015-11-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nanomechanical Photothermal Near Infrared Spectromicroscopy of Individual Nanorods
本文提出纳米机械光热光谱显微术平台，在单个金纳米棒上解析吸收截面、表征纵向LSPR和横向TSPR，并结合有限元法与信噪比对比证明其卓越灵敏度。
2023-07-05 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.ins-det
Ultrafast Dynamics of Gold Nanorods: Tuning between Photo-Bleaching and Photo-Induced Absorption
我们报告超快电子动力学在金纳米棒研究使用80 fs的激光脉冲中心在1.57 eV。研究了五种在激光光子能量两侧具有纵向表面等离子体激元峰的纳米棒胶体悬浮液。对于ELSP>EL，观察到具有单一衰减时间常数的光诱导吸收。另一方面，对于ELSP<EL，观察到光漂白具有双指数衰减动力学，在1-3 ps之间的较快光漂白和在7 - 22 ps之间的较慢光漂白都几乎随差线性增加|EL-ELSP|.这些时间常数随泵浦强度线性增加。已经进行了模拟，以了解光漂白和光诱导吸收之间的相互作用。
2011-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fano-like interference of plasmon resonances at a single rod-shaped nanoantenna
单金属纳米棒作为半波天线在光学范围内表现出不对称的，多共振散射光谱，强烈依赖于它们的长度和介电性质。在这里，我们表明，这样的光谱特征可以很容易地理解在相邻的等离子体共振之间的Fano干扰。不同的几何形状的分析和数值结果的基础上，我们证明，法诺共振可能会出现这样的单粒子纳米天线的相互作用的共振重叠在空间和频率域。
2012-01-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Comparing transient oligonucleotide hybridization kinetics using DNA-PAINT and optoplasmonic single-molecule sensing on gold nanorods
我们报告了两个单分子传感的光子技术：荧光纳米显微镜和光等离子体传感的比较。作为测试系统，具有和不具有荧光标记的寡核苷酸与连接到金纳米棒的互补对接链瞬时杂交。比较所测量的单分子动力学有助于检查荧光标记的影响以及由不同的传感几何形状引起的因素。我们的研究结果表明，DNA解离没有显着改变的荧光标记，而DNA协会的几何因素的影响，在这两种技术。这些发现为以互补的方式利用等离子体传感和荧光纳米显微镜打开了大门，这将有助于构建更强大的传感器，并揭示影响单分子行为的复杂效应。
2021-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.ins-det
Topological Graphene plasmons in a plasmonic realization of the Su-Schrieffer-Heeger Model
由薄绝缘体、石墨烯和金属制成的石墨烯混合物可以支持传播声等离子体（AGPs）。金属屏蔽修改了通常的石墨烯等离子体激元的色散关系，导致缓慢传播的等离子体激元，具有电磁辐射的记录限制。在这里，我们表明，石墨烯单层，由薄的介电材料和金属纳米棒阵列覆盖，可以用作一个强大的平台来模拟苏-施里弗-希格模型。我们计算了不同等离子体激元带的Zak相位，以确定它们的拓扑结构。该系统显示散装边缘对应：强烈本地化的界面态中产生的畴壁分离阵列在不同的拓扑阶段。我们发现签名的非平凡的阶段，可以直接探测远场中红外辐射，从而允许直接实验确认石墨烯拓扑等离子体。强大的场增强，界面态的高度局部化性质，以及它们的门调谐频率扩展了基于AGP的器件的能力。
2021-02-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Numerical modelling of light propagation in surface plasmon resonance sensor with liquid crystal
对具有非均匀液晶层的五层纳米棒介导的表面等离子体传感器进行了理论研究。对于不同的分析物折射率，在施加到液晶（LC）的不同电压下计算作为入射角的函数的反射率。通过改变LC指向矢取向，可以控制反射凹陷的位置，并选择对分析物折射率最敏感的凹陷。在选定的入射角下，可以从反射率值中找到分析物折射率。当棱镜折射率介于液晶的寻常折射率和非寻常折射率之间时，指向矢重取向效应较强。在这种情况下，电压增加和棱镜折射率降低对反射率特征具有类似的影响。
2018-03-30 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Realization of superchiral surface lattice resonances in three-dimensional bipartite nanoparticle arrays
光学手征性是电磁波的一个基本性质，在控制手征光与物质相互作用中起着关键作用。在这里，我们演示了如何获得超手性表面晶格共振（SLR），这是由本地化的表面等离子体（LSP）和衍射瑞利异常（RA）之间的杂交，在纳米粒子阵列。我们首先利用角分辨反射光谱和时域有限差分法（FDTD）模拟研究了二维金单组分纳米棒阵列中LSP和RA之间的耦合常数。利用时间耦合模理论（CMT）分析了半导体激光器的复色散关系和近场特性，得到了耦合常数与纳米棒偶极取向的关系。TE和TM的耦合常数被发现强烈地依赖于偶极子的方向，位于垂直于RA的传播方向的平面内。通过使用两个正交取向的纳米棒，TE-和TM-SLR可以被独立地激发。然后，我们扩展CMT的方法，合理地设计超手性单反相机的基础上的3D二分纳米棒。OC取决于两个纳米棒之间的相对位移，近场强度，以及SLR共振的耦合常数和Q因子之间的相互作用。我们已经实现了27倍的平均OC强于圆偏振平面波在整个表面上，具有大面积手性表面波，是有用的手性为基础的应用。
2022-03-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Theoretical model for plasmonic photothermal response of gold nanostructures solutions
利用瞬态生物热方程和扩展的Mie理论研究了分散在水中的金核壳纳米粒子和纳米棒的光热效应。正确计算吸收截面是确定溶液温度升高的一个极其重要的里程碑。假设纳米结构随机且均匀地分布在溶液中。与以前的实验相比，我们的理论温度增加激光照射过程中提供，在各种系统中，既合理的定性和定量协议。这种方法可以是一个高度可靠的工具来预测光热效应在实验上未探索的结构。我们还验证了我们的方法，并讨论其局限性。
2017-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-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
An atomistic description of alloys and core shells nanoparticles
利用扩展的离散相互作用模型，我们研究了由银和金制成的合金和核壳纳米颗粒的表面等离子体共振的可调谐性。我们表明，这些合金和核壳颗粒的表面等离子体共振在很大程度上遵循Vegard定律，而不管纳米颗粒的几何形状。我们展示了极化率随尺寸的演变，并展示了极化率与合金和核壳纳米颗粒中的成分和几何形状的比率的高度非线性行为，纳米棒合金除外。一个彻底的统计调查表明，只有一个小的依赖性的表面等离子体共振的原子排列和精确的分布在纳米粒子和标准偏差迅速下降的纳米粒子的尺寸。详细解释了离散交互作用模型中合金随机分布算法的物理推导，并通过统计分析进行了验证。
2020-07-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
