Sensing magnetic nanoparticles using nano-confined ferromagnetic resonances in a magnonic crystal
我们证明了使用的磁场依赖性的高度空间限制，GHz频率的铁磁共振在铁磁纳米结构的检测吸附的磁性纳米粒子。这是在大面积磁振子晶体中实现的，该磁振子晶体由包含紧密间隔的纳米级反点的周期性阵列的薄铁磁膜组成。来自反点内的纳米颗粒的杂散场修改周围磁振子晶体中的共振动态磁化模式，产生容易测量的共振峰位移。的位移是可比的高反点填充分数的共振线宽，其符号和幅度取决于模式的本地化（与微磁模拟结果一致）。这对于开发用于高速纳米尺度生物传感的基于频率的纳米颗粒检测器是非常令人鼓舞的结果。
2015-01-06 cond-mat.mes-hall
Confronting theoretical results of localized and additional surface plasmon resonances in silver nanoparticles with EELS measurements
Raza等人最近观察到，在封装在氮化硅中的银纳米颗粒中，局部表面等离子体共振和额外的表面等离子体共振的能量蓝移非常大，这还没有完全理解。利用由两个子系统组成的量子模型分别描述金属纳米球的传导电子的质心和内禀运动，以及质心与金属纳米球外的传导电子之间的耦合，首次推导出局域表面等离子体共振的广义能量和谱线展宽尺寸依赖性，克服了通常的1/R尺寸依赖性的发散缺陷.其次，我们提出金属纳米球中的附加表面等离子体共振起源于质心子系统的第一激发态到基态的跃迁，其能级由系统的简并态对校正，系统的简并态对由质心和传导电子的本征运动组成。然后，我们实现了这种额外的表面等离子体共振的银纳米粒子封装在氮化硅和计算结果与实验结果一致。此外，我们得到了一个新的局域表面等离子体共振的能量表达式，我们成功地解释了非常大的能量蓝移的局域表面等离子体共振在几纳米银纳米粒子封装在氮化硅。最后，我们计算了银纳米粒子在碳膜上的局域和附加表面等离子体共振能，计算结果完美地解释了Scholl等人的实验测量。
2020-09-30 cond-mat.mes-hall
Influence of an electron-beam exposure on the surface plasmon resonance of gold nanoparticles
电子束成像是用于表征等离子体纳米结构的形态的常用技术。在成像过程中，电子束与腔室中的痕量有机材料相互作用，并在研究中的样品上产生众所周知的无定形碳层。在本文中，我们研究了这种碳吸附物对单个金纳米颗粒表面等离子体激元光谱位置的影响，作为电子暴露剂量的函数。我们找到了一个最佳的剂量，纳米粒子的等离子体响应不受成像过程的影响。最终出版物可在link.springer.com上获得
2013-11-12 cond-mat.mes-hall
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
Modeling of Thermal Magnetic Fluctuations in Nanoparticle Enhanced Magnetic Resonance Detection
我们提出了一个系统的数值模拟研究的磁化动力学和热磁矩波动的单磁畴纳米粒子的配置适用于提高感应磁共振检测信噪比（SNR）。以前的建议，定向各向异性单磁畴纳米粒子放大的磁通量在MRI线圈只集中在线圈拾取电压信号增强。在这里，我们扩展分析的SNR的数值评估，通过建模的固有热磁噪声引入到检测线圈插入这样的各向异性纳米粒子填充的线圈芯。我们利用Landau-Lifshitz-Gilbert方程下的Stoner-Wohlfarth单磁畴（宏自旋）的假设，模拟在这样的纳米粒子由于交流驱动场以及热噪声的磁化动力学。这些模拟被用来评估纳米粒子的配置和形状对增强SNR的影响。最后，我们探讨了宽带磁矩热起伏噪声的窄带滤波对信噪比的影响。我们的研究结果提供了动力，相对简单的修改现有的MRI系统，以实现增强检测SNR的扫描仪与适度的极化磁场。
2021-01-12 cond-mat.mes-hall
Thermoplasmonic behavior of semiconductor nanoparticles: A comparison with metals
纳米等离子体激元中的许多应用利用贵金属、金（Au）和银（Ag）作为选择的材料。然而，这些材料存在热稳定性和化学稳定性差的问题，伴随着在高温条件下的显著耗散损失。在这方面，半导体纳米颗粒以其高度可调谐的等离子体共振、低欧姆损耗和更大的热化学稳定性的有前途的特性而吸引了人们的注意。在这里，我们调查的半导体硅和砷化镓纳米粒子的尺寸依赖性的热等离子体特性比较它们与金属金纳米粒子使用米氏理论。为此，我们采用实验估计模型的介电常数在我们的计算。在金的各种介电常数模型中，我们进一步比较了Drude-Lorentz（DL）和Drude和临界点（DCP）模型。结果表明，散射和吸收共振的DL模型的红移，而DCP模型提出了蓝移。半导体纳米粒子的耗散阻尼是最强的尖锐的电八极共振，其次是四极和偶极模式。然而，观察到的Au纳米粒子的宽偶极共振的最强值的逆序。一个大规模的德鲁德加宽有助于在高温下的Au纳米粒子的共振阻尼强烈。相比之下，半导体纳米颗粒在高温下的散射和吸收共振没有表现出任何显著的劣化。结合低耗散阻尼，这使得半导体纳米颗粒更适合于纳米等离子体激元中的高温应用，其中贵金属遭受过度加热。
2018-07-02 cond-mat.mes-hall
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
Origin of Shifts in the Surface Plasmon Resonance Frequencies for Au and Ag Nanoparticles
在贵金属（金，银）纳米团簇的表面等离子体共振（SPR）频率的变化的起源在本书的章节中进行了讨论。电子从费米面溢出被认为是红移的起源。另一方面，考虑了多孔介质中贵金属电子的屏蔽和屏蔽表面电子的量子效应，观察到的SPR峰位的蓝移。
2015-04-07 cond-mat.mes-hall
Spin wave free spectrum and magnetic field gradient of nanopatterned planes of ferromagnetic cobalt nanoparticles: key properties for magnetic resonance based quantum computing
我们提出了一个研究的两个片钴纳米粒子退火SiO2层注入钴离子在微波Q波段的铁磁共振。本实验研究是作为一个功能的应用磁场取向，温度和剂量的注入钴离子。我们证明，这些磁性片的钴纳米粒子可以很好地模拟一个几乎二维的铁磁片，具有降低的有效饱和磁化强度，相比，一个规则的薄膜的钴。发现纳米颗粒在210 K以上是超顺磁性的，在此阻断温度以下是铁磁性的。静磁计算表明，通过在这种钴纳米颗粒磁性片中图案化的铁磁纳米条可以产生约0.1 G/nm的强磁场梯度。这种与电子顺磁共振相结合的强磁场梯度可以与基于耦合电子自旋的阵列实现中间尺度量子计算机相关，如先前报道的（Eur. J. B（2014）87，183）。然而，这种新方法只有在铁磁纳米结构的自旋波激发不引入额外的自旋退相干时才有效。因此，我们在理论上提出了一些可能的磁各向异性工程的钴纳米粒子，可以允许抑制自旋量子位退相干诱导的不必要的集体激发的自旋。
2014-10-11 cond-mat.mes-hall
Spectroscopy, Interactions and Level Splittings in Au Nanoparticles
我们用一种新的隧穿谱结构测量了纳米尺度Au粒子的电子能谱。粒子直径范围从5 nm到9 nm，并且在低能量下光谱是离散的，正如电子盒模型所预期的那样。隧穿共振的密度随着能量而快速增加，并且在较高能量下，共振重叠形成宽共振。在无辐射能量附近，宽共振合并成一个连续谱。隧道共振在磁场中表现为塞曼分裂。令人惊讶的是，Au纳米颗粒中能级的g因子（~0.3）远小于块体金中的g因子（2.1）。
1999-05-04 cond-mat.mes-hall
Size Effect in Electron Paramagnetic Resonance Spectra of Impurity Centers in Diamond Nanoparticles
电子顺磁共振（EPR）谱的内在和诱导顺磁中心的亚微米金刚石颗粒的平均粒径递减的合奏的多晶图案的演变被认为是。最近的实验数据明确地表明，在接近一定的颗粒尺寸和低于它时，典型的超精细图案从P1中心一致地减少，然后归零。这些变化伴随着新的无结构信号的出现和加强。在小颗粒中，表面顺磁中心的电子波函数在整个纳米颗粒上是离域的。结果，电子自旋“经历”所有周围原子核的平均场，即零。同时，由于电子自旋扩散，纳米颗粒中的顺磁中心也被切断了超精细相互作用。因此，在纳米金刚石颗粒尺寸减小时，多晶EPR谱的超精细相关特征变得较弱，并且谱似乎是无结构的。
2019-12-23 cond-mat.mes-hall
Fano Resonance Induced Anomalous Collective Hotspots in Metallic Nanoparticle Dimer Chains
在金属纳米结构中，由于局域表面等离子体激元（LSP）而产生的具有强近场的热点具有各种应用，例如表面增强拉曼散射（SERS）。周期性金属纳米结构中LSP之间的长程库仑耦合可能导致有趣的集体效应。本文研究了一维金属纳米粒子二聚体链中局域场增强和集体等离子体共振的联合效应。研究发现，间隙中强的近场和金属纳米颗粒间的远场相互作用导致了具有电磁场双重增强的反常集体热点。特别地，入射场和感应内场之间的干涉导致了Fano型效应，伴随着Wood反常相关的相消干涉和宽度极窄的强共振。我们的系统研究表明，局域结构和全局结构之间的相关性对聚集点有重要影响，当入射场极化方向平行于二聚体长轴时，二聚体的最佳取向（相对于链方向约60°）可获得最大的能隙场增强.
2016-02-16 cond-mat.mes-hall
Temperature dependence of plasmon resonances in spheroidal metal nanoparticles
在动力学理论的框架下，研究了电子温度对金属纳米粒子（MN）在表面等离子体电子振动激发下的光吸收和散射的影响.导出了有限温度下电子气的电导率和极化率张量的计算公式。详细研究了球形MN的电导率和表面等离子体共振的半宽度。根据MN的尺寸，光吸收和散射的效率随温度的变化进行了研究。特别地，发现吸收效率可以随着温度下降而增加和减少。推导出的公式使它能够解析计算各种光学和输运现象的MN嵌入在任何介质中的任何球形形状。
2013-11-22 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
Frequency-based nanoparticle sensing over large field ranges using the ferromagnetic resonances of a magnetic nanodisc
使用有限元微磁学模拟，我们研究了如何在薄磁盘垂直各向异性的静磁耦合到磁性纳米粒子的影响，共振磁化动力学。我们确定共振模式内的光盘使用直接磁本征模计算和研究它们的频率和配置文件是如何改变的纳米粒子的杂散磁场。我们证明，粒子可以产生的位移超过最近研究的自旋扭矩振荡器设备的共振线宽的光盘的基本模式的共振频率。重要的是，它表明，模拟的移位可以保持在大的字段范围内（这里高达1T）。这是因为共振动力学（此处纳米颗粒检测的基础）直接响应于纳米颗粒杂散场，即检测不依赖于纳米颗粒引起的对盘的磁基态的改变。这样做的结果是，在小的光盘粒子分离的情况下，对粒子的灵敏度是高度模式和粒子位置相关的，当强烈的杂散场直接位于粒子下方时，频率偏移最大化，可以作用于大部分正在经历高振幅进动的光盘自旋。
2016-07-31 cond-mat.mes-hall
Structural studies of the silica sol-gel glasses doped with copper selenide nanoparticles with plasmonic resonance absorption
工作背景：半导体掺杂玻璃经过多年的积极处理，并继续受到极大的关注，因为挑战各种化学性质的纳米半导体的特性。铜硫族化合物已经发现了与主要半导体纳米颗粒特定的量子限制效应一致的等离子体特性。目的：本工作的目的是研究具有硒化铜纳米颗粒的溶胶-凝胶衍生的二氧化硅玻璃的结构和光学特征，其在近红外范围内表现出等离子体光吸收的外观。方法：所研究的样品是通过一种新颖的溶胶-凝胶技术制备的，该技术实现了硒化铜的同时合成和介孔二氧化硅的烧结。采用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和光学吸收光谱对硒化铜玻璃进行了表征。结果：用XRD和TEM技术证实了纳米Cu 2-xSe颗粒的形成，其尺寸范围为100-150 nm。其主要光学性质由可见光和近红外波段的特征吸收来表征。在2.10-2.36 eV范围内评价了直接跃迁的Eg。纳米颗粒中的等离子体共振由于载流子浓度增加而起源于具有可变化学计量比的Cu 2-xSe纳米颗粒的固有缺陷。在合成过程中，可以通过Cu/Se比来控制其能量。
2022-11-25 cond-mat.mes-hall
Resonance pressure of electromagnetic radiation on metal nanoparticle
在接近表面等离子体激元振动的频率下，考虑了电磁辐射压力对球形金属纳米颗粒的影响。在辐射压力的作用下，金属纳米粒子的极化率成为一个张量。导出了平面偏振光和圆偏振光的共振压力分量的表达式。我们已经证明，共振压力可以基本上取决于非球形纳米颗粒的形状及其相对于光传播方向和光偏振的取向。
2022-03-26 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
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
Surface plasmon resonances of clustered nanoparticles
与孤立的纳米颗粒相比，通过紧密连接两个或更多个金属纳米颗粒制成的线性簇具有新型的表面等离子体共振。这些新的共振与结的大小和相互连接的粒子的数量有关，并直接解释为边界积分方程（BIE）的本征模。该制剂允许有效地分离的几何和形状的贡献，从电性能的成分。还提供了被薄壳覆盖的颗粒的结果。此外，本分析揭示了一个新的光从文献中最近的实验解释。
2011-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
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
Singular resonance in fluctuation-electromagnetic phenomena during the rotation of a nanoparticle near a surface
结果表明，在波动电磁现象（卡西米尔力，卡西米尔摩擦，辐射热产生）的半径为$R$旋转的球形纳米粒子的表面附近的奇异共振可以发生，附近的波动电磁效应强烈增强，即使在系统中存在耗散。当旋转频率$Ω$与$Ω\approx ω_1 + ω_2$的光子产生速率中的极点一致时，在粒子-表面分离$ d <d_0= R[3/4\varepsilon_1''(ω_1)\varepsilon_2''(ω_2)]^{1/3}$（其中$\varepsilon_i''(ω_i)$是粒子或介质在表面等离子体或声子极化子频率$ω_i$下的介电函数的虚部）处发生共振。这些极点是由于在反常多普勒效应的条件下粒子和表面之间的电磁波的多次散射而产生的，并且它们甚至在存在耗散的情况下也存在。对于$ d <d_0$，在依赖于颗粒旋转频率的情况下，卡西米尔力可以改变符号，即颗粒对表面的吸引力被排斥力取代。所获得的结果对于纳米技术可能是重要的。
2018-04-02 cond-mat.mes-hall
Elementary Excitations of Ferromagnetic Metal Nanoparticles
我们提出了一个过渡金属铁磁体纳米粒子中的基元自旋激发理论，该理论实现了集体和准粒子物理的统一和一致的量子描述。该理论首先认识到自旋-轨道相互作用在确定集体激发谱中铁磁共振的能量及其与低能粒子-空穴激发的耦合强度方面所起的重要作用。我们认为，朗道阻尼铁磁共振和纯态集体磁激发之间的交叉发生的原子数在典型的过渡金属铁磁纳米粒子下降到约$10^4$以下，约在单粒子能级间距，$δ$，变得大于，$\sqrtα E_{\rm res}$，其中$E_{\rm res}$是铁磁共振频率和$α$是吉尔伯特阻尼参数。我们说明我们的想法，通过研究半现实的模型哈密顿量，我们解决了含有几百个原子的纳米粒子的数值属性。对于小的纳米粒子，我们发现一个孤立的铁磁共振集体模式低于最低的粒子-空穴激发能，在$E_{\rm res} \approx 0.1$ meV。这种纯激发的谱权几乎耗尽了横向动力学磁化率谱权。当$δ$接近$\sqrtα E_{\rm res}$时，铁磁集体激发更有可能与离散的粒子-空穴激发强烈耦合。在这种情况下，两种激励类型之间的区别变得模糊。我们讨论的意义，这张照片的解释最近的单电子隧穿实验。
2003-04-18 cond-mat.mes-hall
Resonant enhancement of the near-field radiative heat transfer in nanoparticles
我们数值研究了静态磁场辅助下球形InSb纳米颗粒与SiC平面之间的辐射换热。通过改变所施加的磁场的值，纳米球的介电函数由于磁等离子体激元的激发而变得各向异性。在偶极近似中，粒子的等离子体共振分裂成两个额外的卫星共振，随着场的增加，它们向更高和更低的频率移动。当其中一个粒子共振与SiC表面的声子极化激元频率重叠时，获得两个数量级的传热增强。为了理解调谐的辐射传热，我们提出了一个详细的分析的性质的模式，可以激发（表面，散装，双曲线）。
2022-03-06 cond-mat.mes-hall
Optical properties of Au colloids self-organized into rings via copolymer templates
等离子体纳米粒子局域表面等离子体共振的研究为光学纳米传感器开辟了新的前景。如今，等离子体激元学的一个问题是大规模和低成本设备的开发。在这里，我们专注于Langmuir-Blodgett技术，通过聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸甲酯模板自组织金纳米粒子（~ 7 nm）成环（~ 60 nm）。特别是，我们研究了有组织的金纳米粒子环在大面积的光学性质，并报告实验证据的等离子体共振的单个纳米粒子和集体模式。这为设计在可见红外光谱中具有多个共振的器件和开发光学传感器铺平了道路。
2013-04-19 cond-mat.mes-hall
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
Multipole plasmons and their disappearance in few-nanometer silver nanoparticles
在电子能量损失谱（EELS）的单个银纳米粒子封装在氮化硅中，我们观察到除了通常的偶极共振的额外的表面等离子体（SP）共振对应于更高的角动量。我们甚至观察到这两个共振的纳米粒子半径小到4纳米，在以前只有偶极共振被假定发挥作用。位于粒子外部的电子束主要激发偶极模式，但当在粒子表面激发时，高阶共振甚至可以主导偶极峰，这是最大EELS信号的通常选择。这使我们能够分别研究两种共振的半径依赖性。对于小于4 nm的粒子，高阶SP模式消失，与广义非局域光学响应（GNOR）理论一致，而偶极共振蓝移超过GNOR预测。与光学光谱不同，多极表面等离子体激元在EELS光谱中非常重要，即使是超小的金属纳米颗粒。
2015-05-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Eigenmode decomposition of the near-field enhancement in localized surface plasmon resonances of metallic nanoparticles
我提出了一个直接和直观的本征模方法，评估周围的任意形状的金属纳米粒子表面的近场增强。该方法基于静电极限下的边界积分方程。除了纳米粒子的极化率和远场响应外，纳米粒子周围的近场增强也可以方便地表示为共振项的本征模和。此外，近场增强的空间配置明确地依赖于两个BIE积分算子及其伴随的本征函数。并对这两类本征函数建立了直接的物理意义。虽然众所周知，BIE算子的本征函数是电荷模式，但很少有人知道和使用伴随的本征函数表示由电荷模式产生的电势。对于增强的光谱，本方法允许容易地识别位于具有最大电荷密度的区域和/或具有由表面上的电荷模式产生的电势的快速变化的区域中的热点。本研究还阐明了等离子体激元系统的远场和近场行为之间的相似性和差异。最后，分析了具体的例子，如近接触的二聚体，长球体，和纳米棒说明了一些形式，以提高近场增强。
2013-05-29 cond-mat.mes-hall
Shifting of surface plasmon resonance due to electromagnetic coupling between graphene and Au nanoparticles
研究了单层石墨烯与金纳米颗粒之间绝缘层厚度的变化引起的表面等离子体共振波长的漂移。当间隔层的厚度从0增加到15 nm时，该系统表现出29 nm的蓝移。这是由于在纳米颗粒和石墨烯膜中激发的局部表面等离子体之间的电磁耦合。耦合强度以指数衰减，衰减长度为d/R=0.36，其中d是间隔层厚度，R是Au纳米颗粒的直径。结果与等离子体振子规则方程定性一致。有趣的是，间隔层厚度的进一步增加引起谐振波长的17 nm的红移，并且当间隔层的厚度增加到20 nm以上时，该偏移饱和。
2012-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hyperpolarized Long-T1 Silicon Nanoparticles for Magnetic Resonance Imaging
硅纳米粒子作为一种潜在的超极化，靶向MRI成像剂的实验研究。发现各种Si纳米颗粒在室温下的核T_1时间非常长（10^2至10^4 s）-与核-壳扩散模型的预测大致一致-允许它们在实际时间尺度上进行运输，管理和成像而不会显着损失极化。我们还报告了Si纳米颗粒的表面功能化，与其他生物靶向纳米颗粒系统中使用的方法相当。
2009-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon-interference resonance effects in nanoparticles embedded in a matrix
我们报告了一个明确的声子共振效应源于锗纳米颗粒嵌入在硅矩阵。我们的方法的特点相结合的声子波包方法与原子动力学和有限元方法植根于连续介质理论。我们发现，多模声子共振，所造成的相干晶格波传播通过和周围的纳米粒子的相消干涉，引起急剧和显着的透射率下降，阻止了较低端的频率范围内的声子传输，几乎没有减少其他纳米结构。共振对声子相干长度敏感，即使相干长度大于颗粒直径，波包宽度的有限性也会减弱透射率下降。通过排列多个纳米颗粒，产生集体振动模式，可以进一步加强透射率下降。最后，它表明，这些谐振效应可以显着降低在较低的频率范围内的热导。
2017-12-02 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Localised surface plasmon resonance spectroscopy: naked nanoparticle sensing
我们提出了一个简化而复杂的变化，局部表面等离子体共振光谱，它利用裸露的或非功能化的，纳米粒子模板。这些纳米颗粒模板，生产与快速和可扩展的过程，即激光退火，被用作一个高度敏感的表面传感器，以监测吸附的金属铅和铅盐的水溶液，显示出可测量的光学响应，由于表面丰度的铅低至100 ppm的0.3毫升的Pb2SO4溶液，浓度小于20 ppm。该方法使最终用户能够通过简单的光学反射测量快速评估铅的表面丰度，并可作为水过滤和清洁系统中原位分析的平台。
2017-01-31 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
Synthesis of Long-T1 Silicon Nanoparticles for Hyperpolarized 29Si Magnetic Resonance Imaging
我们描述了用于超极化磁共振成像（MRI）试剂的非晶和晶体硅纳米粒子的合成、材料表征和动态核极化（DNP）。通过硅化钠（Na4Si4）和四氯化硅（SiCl4）之间的复分解反应合成的颗粒，并用各种钝化配体进行表面官能化。该合成方案产生直径约10 nm的颗粒，具有长的尺寸调整的29Si自旋晶格弛豫（T1）时间（> 600 s），其在通过低温DNP超极化后被保留。
2013-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surface plasmon resonances of protein-conjugated gold nanoparticles on graphitic substrates
我们提出了理论计算的蛋白质包覆的金纳米粒子的石墨烯和石墨基板上的吸收特性。当基底远离纳米粒子时，数值计算结果表明，对于任意尺寸的金纳米粒子，利用Mie理论和吸收光谱可以定量地确定聚集在金表面的牛血清蛋白分子的数量.在蛋白质结合的金纳米颗粒附近的石墨基底的存在显著增强了纳米颗粒的表面等离子体共振的红移。我们的研究结果表明，石墨烯和石墨提供相同的吸收带时，纳米粒子和基板之间的距离是大的。但在较短距离处，石墨烯-颗粒系统的共振波长峰不同于石墨-颗粒系统的共振波长峰。此外，还研究了石墨烯的化学势对光谱的影响。
2013-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Geometry dependence of surface lattice resonances in plasmonic nanoparticle arrays
支持集体表面晶格共振（SLR）的等离子体纳米阵列已经成为等离子体学中令人兴奋的前沿。与单个粒子中的局域表面等离子体共振（LSPR）相比，这些集体模式具有吸引人的优点，如依赖于角度的色散和更窄的线宽。在这里，我们系统地研究了晶格的几何形状如何影响由金属纳米颗粒支撑的SLR。我们提出了一个一般的理论框架，从一个给定的几何形状的各种SLR模式可以直接获得由入射场的偏振给出的纳米粒子偶极子的衍射阶（DO）矢量和取向的简单比较。我们的实验测量表明，虽然正方形，六边形，矩形，蜂窝状和Lieb晶格阵列在$Γ$ -点（$k=0$）附近具有相似的光谱，但它们具有显著不同的SLR色散。此外，它们的色散高度依赖于偏振。进行数值模拟来阐明不同模式的场分布。我们的研究结果扩展了等离子体纳米颗粒阵列中SLR的多样性，理论框架提供了一个简单的模型来解释SLR的功能，反之亦然，设计的几何图案。
2016-11-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
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
Hybridized exciton-polariton resonances in core-shell nanoparticles
纳米光子学的目标是在衍射极限以下的长度尺度上控制和操纵光。通常，纳米结构金属用于此目的，通过利用这种结构支持的表面等离子体激元来限制光。最近，激子（分子）材料已被确定为纳米光子学的替代候选材料。在这里，我们使用理论模型来探索如何通过适当的纳米结构实现表面激子极化激元的杂化。我们专注于在何种程度上的混合模式的频率可以转移相对于底层材料的共振。
2016-09-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Tunable Resonance Coupling in Single Si Nanoparticle-Monolayer WS2 Structures
二维半导体过渡金属二硫属化合物（TMDC）在可见光和近红外波段的光电应用中是非常有吸引力的材料。在这里，我们第一次解决的问题，尽我们所知的混合激子极化激元结构的基础上耦合到单层WS 2单硅纳米粒子的共振耦合。我们预测从弱到强耦合制度的过渡，拉比分裂能量超过200毫电子伏的单层WS 2覆盖的Si纳米粒子在磁光米氏共振。这种大的转变是由于磁偶极子Mie模式的对称性和通过将周围的电介质材料从空气改变为水来实现的。该预测是基于TMDC偶极矩的变化从测量的WS 2单分子膜在不同溶剂中的光致发光（PL）光谱的实验估计。实验上实现了这种系统的调谐谐振耦合的能力，放置在WS 2单层上的光学谐振球形Si纳米颗粒。用水代替空气后，得到的拉比分裂能从49.6 meV增加到86.6 meV。我们的研究结果为开发高效光电，纳米光子和量子光学器件铺平了道路。
2017-10-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Temperature Measurement Based on Electron Spin Resonance of Magnetic Nanoparticles
磁性纳米粒子具有优异的磁温特性。然而，目前基于MNP的温度测量受到浓度的干扰。利用电子自旋共振（ESR）技术，提出了一种无浓度耦合的高灵敏度温度测量方法。各向异性场受温度影响，从而影响g值。研究了MNP浓度、粒径和数据分析方法对温度估计的影响。最佳的温度灵敏度是实现与15-nm的MNP，而高斯平滑方法允许在Fe浓度为5 mg/ml的最佳精度与均方根误差为0.07 K。
2021-08-24 cond-mat.mes-hall physics.bio-ph physics.chem-ph
Which resonances in small metallic nanoparticles are plasmonic?
我们利用含时密度泛函理论研究了小金属纳米颗粒的光学响应中对应于峰的各种共振的性质。每种共振都具有“晃动”和“反转”的特征。晃动模式是最接近费米能级的壳层中的一种振荡，电荷从费米能级以下来回转移到费米能级以上，导致粒子表面附近的电荷密度振荡。反转将电荷从占据状态单调地移动到未占据状态，并导致粒子核心中的电荷密度振荡。我们还讨论了模拟网格的大小上的光学响应的依赖关系，注意到的谐振的字符出现稳定的模拟大小的变化，即使光谱的细节变化。这使得可靠的表征成为可能。我们考虑什么样的特征是重要的，在决定共振是等离子体激元。
2014-08-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Anomaly in the relaxation dynamics close to the surface plasmon resonance
我们提出了一个解释的异常行为中观察到的贵金属纳米粒子的差分光传输的弛豫动力学。利用表面等离子体激元共振的位置和宽度的温度依赖性，我们得到了很强的频率依赖性的时间演化的传输接近共振。特别是，我们的方法解释了等离子体频率以下的减速。这种解释是独立的附近的带间过渡的存在下，已被调用之前。因此，我们认为，异常也应该出现碱性纳米粒子。
2007-03-27 cond-mat.mes-hall
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
Resonances in dissipative optomechanics with nanoparticles: Sorting, speed rectification and transverse cooling
电介质粒子与激光驱动的光腔之间的相互作用产生了保守动力学和耗散动力学，可以用来悬浮、捕获和冷却纳米粒子。我们分析和数值研究的双模设置中，沿腔轴的光势取消，使所产生的动力学几乎是纯粹的耗散。对于激光驱动器的适当失谐，这种耗散的光机械动力学可以用于根据颗粒的尺寸对颗粒进行分类，以矫正它们的速度并增强横向冷却。
2013-03-11 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
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
Ultraviolet Mie resonances in computationally discovered boron phosphide nanoparticles
利用光学米氏共振在纳米尺度上控制紫外光，对于光刻、灭菌和生物光谱学等各种应用都有很大的希望。然而，由于缺乏合适的材料和制造方法，由介电纳米天线承载的米氏共振在紫外波长下难以实现。在这里，我们通过从第一性原理计算338个二元半导体和绝缘体的频率依赖的光学介电常数来系统地寻找改进的材料，并使用Mie理论评估它们作为高折射率材料的潜在性能。我们的分析揭示了几种有趣的候选材料，其中磷化硼（BP）似乎特别有前途。然后，我们准备BP纳米粒子，并证明他们支持米氏共振在可见光和紫外波长使用远场光学测量和近场电子能量损失光谱。我们还提出了一种激光整形的方法来实现球形Mie共振BP纳米粒子。BP纳米结构的折射率高于3，吸收损耗低，使米氏光学技术在紫外线方面取得了进展。
2021-12-27 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Acceleration of Metal Nanoparticle with Irradiation Pressure
研究了球形金属纳米粒子在频率接近表面等离子体振动的辐射场中的加速问题。在辐射压的作用下，非球形粒子的极化率成为一个张量。导出了平面偏振光和圆偏振光的共振加速度分量的解析表达式。我们已经证明，共振加速度可以基本上取决于金属纳米颗粒的形状及其相对于光传播方向和光偏振方向的取向。
2021-12-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
A simulation of the plasmonic absorption of the silica glasses with copper selenide nanoparticles
基于Drude理论模拟含硒化铜纳米颗粒玻璃的等离激元吸收，研究其随频率、阻尼和介电函数的变化，并通过等离激元频率评估载流子浓度以匹配实验光谱。
2025-06-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Blueshift of the surface plasmon resonance in silver nanoparticles studied with EELS
我们研究了分散在氮化硅衬底上的孤立的球形银纳米粒子的表面等离子体（SP）共振能量在直径范围3.5-26 nm的单色电子能量损失谱。当颗粒尺寸从26 nm减小到3.5 nm时，测量到SP共振能量为0.5 eV的显著蓝移。我们解释所观察到的蓝移使用三种模型嵌入均匀的背景材料中的金属球：一个经典的德鲁德模型与均匀的电子密度分布在金属中，半经典模型校正与量子限制相关的非均匀电子密度，和半经典非局部流体动力学描述的电子密度。我们发现，后两个模型提供了一个定性的解释所观察到的蓝移，但理论预测显示较小的蓝移比观察到的均匀介质。experimentally.in
2013-02-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Green Tensor Analysis of Lattice Resonances in Periodic Arrays of Nanoparticles
当以周期性几何形状排列时，金属纳米结构的阵列能够支持被称为晶格共振的集体模式。这些模式源自阵列元件之间的相干多重散射，产生非常强且光谱窄的光学响应。在这里，我们表明，由于它们的集体性质，金属纳米颗粒的周期性阵列的晶格共振可以介导放置在阵列附近的偶极发射器之间的有效的远程耦合。具体来说，我们使用耦合偶极子的方法，计算连接两个点的阵列的格林张量，并分析其频谱和空间特性。该量表示当由位于另一个位置的单元偶极子发射器激励时，由阵列在给定位置处产生的电磁场。我们发现，当晶格共振被激发时，格林张量是显着更大，衰减速度更慢的距离比真空的格林张量。因此，除了推进晶格共振的基本理解，我们的研究结果表明，纳米结构的周期性阵列能够增强偶极发射体集合之间的长程耦合，这使得它们成为一个有前途的应用平台，如纳米级能量转移和量子信息处理。
2021-10-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Second-harmonic optical circular dichroism of plasmonic chiral helicoid-III nanoparticles
虽然等离子体粒子可以在从较低的可见光到近红外的宽光谱范围内提供光学共振，但通常利用对称效应来获得特定的光学响应。通过打破某些空间对称性，手性结构出现并提供对这些等离子体共振的稳健的手性响应。在这里，我们观察到强大的手性L-手螺旋III纳米粒子的线性和非线性光学制度的手征光学响应，并通过一个不对称的因素，所谓的g-因子量化它们。我们计算出两种不同手握光学共振的线性光学g因子为-0.12和-0.43，非线性光学g因子为-1.45和-1.63。结果表明，螺旋-III纳米粒子的手性在非线性区域强烈增强。
2022-02-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Blueshift of the surface plasmon resonance in silver nanoparticles: substrate effects
我们研究了蓝移的表面等离子体（SP）共振能量的孤立银纳米粒子的粒径减小，我们最近测量使用电子能量损失谱（EELS）。随着粒径从26 nm减小到3.5 nm，观察到SP共振能量的0.5 eV的大蓝移。在本文中，我们的理论解释我们的实验结果的非局部流体动力学模型，并比较基板上的SP共振能量的有效均匀的背景介电常数的方法的效果。我们推导出嵌入在均匀介质环境中的小金属球的非局部极化率，导致经典的Clausius-Mossotti因子的非局部推广。我们还提出了一个确切的形式主义的基础上多极展开和散射矩阵，以确定有限厚度的电介质基板上的金属球的光学响应，考虑到延迟和非局部效应。我们发现，基于衬底的计算显示出类似大小的蓝移计算的基础上在一个均匀的环境中的球体，他们都同意定性与EELS测量。
2013-07-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Mechanism of hydrogen adsorption on gold nanoparticles and charge transfer probed by anisotropic surface plasmon resonance
通过在纳米颗粒中使用局部表面等离子体共振（LSPR），研究了氢在尺寸为10 nm量级的金纳米颗粒（NPs）上的吸附。通过在玻璃基板上倾斜角沉积获得的Au纳米颗粒形成的样品，由于依赖于光的偏振的两种不同的等离子体共振而显示出强烈的光学二向色性。这确保了使用透射各向异性光谱，一种灵敏的衍生光学技术，其允许在H吸附时测量小至0.02 nm的LSPR位移，这是常规等离子体方法无法获得的。测得的信号与纳米颗粒的面积成比例，这表明H原子在其小平面上扩散。从Au到H的负电荷转移被清楚地证明
2018-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Plasmonic properties of individual bismuth nanoparticles
本文研究单个球形铋纳米颗粒（50-600 nm）的等离激元性质，证明其支持可从近红外调谐至紫外的局域表面等离激元共振，并因低成本、生物相容性和抗氧化性而适合大规模等离激元应用。
2025-06-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Simulating Plasmon Resonances of Gold Nanoparticles with Bipyramidal Shapes by Boundary Element Methods
金纳米双吡咯（GNBs）是一类具有高度可调的、依赖于几何结构的光学性质的金属纳米颗粒，本文报道了其局域表面等离子体共振（LSPR）吸收特性的计算建模和精确模拟。GNB双锥模型与球形尖端在再现实验LSPR光谱表现最好，而与其他几何模型的比较提供了一个基本的理解的基础形状和尖端效应的光学性质的GNB。我们的研究结果表明，平均所有的几何参数确定的透射电子显微镜图像，以建立有代表性的GNBs模型的重要性。通过评估基于准静态近似的LSPR吸收光谱模拟的性能，我们提供了这种方法作为纳米颗粒尺寸的函数的适用范围，为基于GNB的纳米杂化系统中分子电子密度和金属纳米颗粒之间的耦合的理论研究铺平了道路，在生物成像，光学和纳米材料的设计中具有潜在的应用。
2020-10-26 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
