All-Optical Nanometric Switch based on the Directional Scattering of Semiconductor Nanoparticles
研究了一种基于硅纳米颗粒二聚体的结构，该结构在可见光范围内呈现定向散射，作为一种新的全光开关设计。在相同的入射波长下，满足零后向散射和最小前向散射条件的球形纳米颗粒的组合可以在纳米颗粒之间的区域中产生散射场的最大值或最小值。入射波长的调制可以用作开关参数，由于这些条件的敏感性，它。优化的二聚体设置，无论是在纳米粒子和入射波长之间的距离，进行数值计算，以获得最大的对比度。此外，近场和远场分布的电场已被认为是。
2015-07-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Size dependence of the Directional Scattering Conditions on Semiconductor Nanoparticles
在半导体纳米颗粒中观察到的共振模式以及它们之间的相干相互作用，产生定向光散射，对于CMOS集成全光学器件可能是非常有趣的。在这些系统中，对光散射的控制以及这种控制的强度应该是至关重要的。纳米颗粒的尺寸和形状以及环境的光学性质等制造参数会强烈影响这些现象的出现。在这项工作中，我们数值探索的半导体纳米粒子的定向散射条件的尺寸依赖性。几种半导体材料和大的尺寸范围已被认为是进一步工作的参考。已经观察到一个有趣的和意想不到的线性行为。
2015-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci 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
A Scanning Cavity Microscope
除了荧光之外，对单个纳米系统的光学性质进行成像可以提供丰富的信息。然而，用于吸收和分散的微小信号是具有挑战性的观察，并且只有需要复杂噪声抑制的专门技术可用。在这里，我们使用扫描光学微腔中的信号增强来演示超灵敏成像。利用探测光与光学谐振器内的样品的多次相互作用，我们实现了1700倍的信号增强衍射极限显微镜相比。我们证明了定量成像的消光截面的金纳米粒子的灵敏度低于1纳米2，我们展示了一种方法，以提高空间分辨率可能低于衍射极限，通过使用高阶腔模式，我们提出了测量的双折射和消光对比度的金纳米棒。所展示的吸收和色散信号的同时增强，为纳米材料、分子和生物纳米系统的光学研究提供了诱人的潜力。
2015-09-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
High-Index Semiconductor Nanoparticles as Low-Loss Alternatives to Gold for Refractive Index Sensing
高指数半导体纳米颗粒在可见光范围内提供低损耗的折射率传感替代方案，通过多极共振实现方向性散射。
2025-12-27 physics.optics
Core-Shell Nanoparticle Resonances in Near-Field Microscopy Revealed by Fourier-demodulated Full-wave Simulations
本研究利用傅里叶解调全波模拟揭示了核壳纳米粒子在 s-SNOM 中的近场光学响应，发现其几何与光学共振的相互作用会导致明显共振位移和大幅增强的散射，为预测内部异质纳米结构的光学特征提供了理论框架。
2024-08-22 physics.optics
Pliable Polaritons: Wannier Exciton Plasmon Coupling in Metal Semiconductor Structures
已知等离子体结构支持具有亚波长体积的模式，其中场物质相互作用大大增强。分子激发和等离子体激元之间的耦合导致plexcitons的形成已被研究了一些有机分子。然而，金属半导体结构中的等离子激元-激子耦合却没有受到同样程度的关注。在这项工作中，我们表明，非常强的耦合制度，其中拉比能量超过激子结合能是可实现的半导体包覆的等离子体纳米粒子，并导致形成的Wannier激子等离子体激元极化子（WEPP），它是绑定到金属纳米粒子，其特征在于显着更小的激子半径和相应的更高的电离能。CdS/Ag结构的这种超过接近100 meV的更高电离能可以使等离子体/半导体结构中的室温玻色-爱因斯坦凝聚和极化激元激光成为可能
2018-11-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electron Photoemission in Plasmonic Nanoparticle Arrays: Analysis of Collective Resonances and Embedding Effects
从理论上研究了等离子体纳米粒子阵列的光电子发射特性。纳米颗粒部分嵌入半导体中，在金属/半导体界面处形成肖特基势垒，光电子可以通过肖特基势垒从纳米颗粒隧穿到半导体中;因此，在红外范围内的光电探测是可能的，其中光子能量低于半导体带隙（不足以在半导体中进行带间吸收）。纳米颗粒排列在稀疏的矩形晶格中，使得晶格诱导的瑞利异常的波长可以与单个颗粒的局部表面等离子体共振的波长重叠，从而引起来自纳米颗粒阵列的集体效应。使用全波数值模拟，我们分析了晶格常数，嵌入深度，和半导体层和相邻的透明导电氧化物层之间的折射率阶跃的影响。我们发现，周围的纳米粒子的介质之间的折射率失配的存在下，破坏了与瑞利异常相关联的窄吸收峰的形成，因此集体晶格效应在等离子体共振的形成中的作用被削弱。我们还表明，在不考虑弹道电子动力学的情况下，嵌入纳米粒子可以实现光电发射的5至20倍的增加。所得结果可用于提高等离子体基光电探测器和光伏器件的效率。这些结果可以为设计一个实验提供线索，在这个实验中，表面和体积光电效应对整个光电流的贡献将被定义。
2013-08-15 physics.optics
Optics of Plasmon-Exciton Nanostructures: Theoretical Models and Physical Phenomena in Metal/J-aggregate Systems
本文综述了金属/J-聚集体混合纳米结构中等离激元-激子耦合的光学现象，涵盖弱、强和超强耦合下的理论模型与光谱行为，并讨论了尺寸、各向异性及多层结构的影响。
2025-02-27 physics.optics
Chiral plasmonics
我们提出了一个全面的概述手性及其光学表现在等离子体纳米系统和纳米结构。我们讨论了自上而下的制造结构，从固体金属纳米结构到三维排列的金属纳米颗粒组。我们还介绍了各种各样的自底向上合成的结构。使用DNA、肽或其他支架，已经实现了多达数百个单独纳米颗粒的复杂纳米颗粒排列。除了这个静态的图片，我们还给出了一个概述，最近的演示活动手性等离子体系统，其中的手性光学响应可以通过外部刺激控制。我们讨论了利用复杂的手性等离子体激元系统的独特性质对映体传感方案的前景。
2021-05-04 physics.app-ph physics.optics
Plasmonic Induced Potential in Metal-Semiconductor Composits
我们利用实验工具，如导电原子力显微镜和静电力显微镜上的光激发的铟锡氧化物衬底上的金纳米粒子阵列。纳米颗粒部分被薄的半导体聚合物覆盖。分析了在金属纳米颗粒的等离子体共振频率下激发后复合金属-半导体样品的电流和电势分布的变化。
2015-11-30 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Tuning the Ultrafast Response of Fano Resonances in Halide Perovskite Nanoparticles
在高达几个THz的频率下完全控制纳米系统的基本物理学是可调谐和超快纳米光子器件和超材料的关键。在这里，我们结合了卤化物钙钛矿纳米颗粒的光学特性的几何和超快控制，这构成了纳米光子学的一个突出平台。自由载流子的脉冲光注入穿过半导体间隙导致远场电磁特性的亚皮秒修改，其完全由系统的几何形状控制。当纳米颗粒的尺寸被调整，以实现窄带激子和几何形状控制的米氏共振之间的重叠，透射率的超快调制是完全相反的，相对于通常观察到的具有不同尺寸的纳米颗粒，在散装系统和薄膜。化学，几何和超快调谐之间的相互作用提供了一个额外的控制参数与纳米天线和超快光开关的影响。
2020-09-28 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
White light emission from silicon nanoparticles
作为最重要的半导体之一，硅（Si）已被用于制造电子器件，波导，检测器和太阳能电池等，然而，其间接带隙阻碍了Si用于制造良好的发射极1。对于集成光子电路，具有在100-300 nm范围内的尺寸的基于Si的发射器是高度期望的。在这里，我们表明，有效的白光发射可以实现在球形和圆柱形的硅纳米粒子的特征尺寸为~200 nm。当纳米颗粒在它们的磁和电偶极共振下被飞秒（fs）激光脉冲以~40 pJ的超低能量共振激发时，上转换发光出现在磁和电多极共振下。白光的寿命短至~52 ps，几乎比迄今为止报道的Si的最新结果（~10 ns）小三个数量级。我们的发现为实现与当前半导体制造技术兼容的高效Si基发射器铺平了道路，这些发射器可以集成到光子电路中。
2017-03-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
Comparison of the photoluminescence properties of semiconductor quantum dots and non-blinking diamond nanoparticles. Observation of the diffusion of diamond nanoparticles in living cells
在单分子水平的光致发光的长期观察，直到最近非常困难，由于光漂白的有机？荧光团分子。虽然无机半导体纳米晶体可以克服这一困难，显示出非常低的光漂白产率，但它们遭受光闪烁。最近引入了一种新的标记，依赖于含有光致发光色心的金刚石纳米颗粒。在这项工作中，我们比较了单量子点（QD）的光致发光的纳米金刚石含有一个单一的颜色中心。与其他标记相反，光致发光纳米金刚石具有完美的光稳定性，并且没有光闪烁。在它们的激发饱和时，纳米金刚石的光致发光强度仅比量子点的光致发光强度小三倍。此外，纳米金刚石的明亮和稳定的光致发光允许宽场观察单个纳米颗粒的运动。我们证明了记录这种单个粒子在培养细胞中的轨迹的可能性。
2009-04-17 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Influence of resonant plasmonic nanoparticles on optically accessing the valley degree of freedom in 2D semiconductors
研究共振等离激元纳米球与二硫化钼单层谷选择性发射的相互作用，发现中心对称纳米谐振器会导致退偏振现象，揭示了空间分布激子对精确预测混合系统偏振响应的重要性。
2024-06-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spatial Exciton Localization at Interfaces of Metal Nanoparticles and Atomically Thin Semiconductors
提出自洽Maxwell-Bloch理论解析金属纳米粒子与二维半导体复合系统，发现等离激元诱导势中的激子束缚态，并证实强激子-等离激元耦合具有避免交叉和数十meV的Rabi分裂特征。
2023-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Hybrid plasmonic modes for enhanced refractive index sensing
本文综述了耦合金属纳米结构中各类混合等离激元模式的物理机制，评估了其在折射率传感中的应用潜力，并展望了该领域未来发展方向，为高灵敏度等离激元传感器件研发提供参考。
2023-04-19 physics.optics
Exciton-Plasmon Coupling Effects on the Nonlinear Optical Susceptibility of Hybrid Quantum Dot-Metallic Nanoparticle System
从理论上研究了在强控制场和弱探测场作用下，激子-等离子体激元耦合对金属纳米颗粒和半导体量子点相干耦合混合系统三阶光学非线性的影响.
2013-07-22 physics.optics
Dynamically reconfigurable metal-semiconductor Yagi-Uda nanoantenna
我们提出了一种新型的可调谐八木宇田纳米天线组成的金属介电（银锗）核壳纳米粒子。我们表明，由于在每个纳米粒子中的两种类型的共振的组合，这种混合八木宇田纳米天线可以在两个不同的制度。除了传统的非共振操作制度在低频下，其特征在于在向前方向上的高度定向发射，有另一个在较高的频率所造成的混合磁电响应的核-壳纳米粒子。该制度是基于范霍夫奇点的激发，并且在该制度中的发射伴随着在相同的窄频率范围内的方向性和Purcell因子的高值。我们的分析揭示了灵活的动态调谐的混合纳米天线的发射模式的可能性，通过电子-空穴等离子体激发100飞秒泵浦脉冲与相对较低的峰值强度$\sim$ 200 MW/cm $^2$。
2017-02-09 physics.optics
Effect of Tamm surface states on hot electron generation and Landau damping in nanostructures metal-semiconductor
等离子体纳米粒子中热电子的产生是实现等离子体激元有效激发的关键。本文首次从理论上研究了金属-半导体界面上的Tamm态（TS）对金属纳米粒子中热电子产生和朗道阻尼（LD）的影响。TS可以导致共振热电子的产生和LD率提高了几倍。共振热电子的产生被金属-半导体界面介电常数跃变引起的跃迁吸收所加强。
2022-04-08 physics.chem-ph physics.optics
Optical study of lithographically defined, subwavelength plasmonic wires and their coupling to embedded quantum emitters
我们提出了一个光学调查的表面等离子体激元传播沿纳米金线，光刻限定在GaAs衬底上。一个两轴共聚焦显微镜被用来执行空间和偏振分辨测量，以确认引导表面等离子体激元的长度范围从$5-20 μm$沿纳米线的横向尺寸只有$\approx 100 nm$。有限差分时域模拟用于证实我们的实验观察，并强调潜在的近端量子点发射器耦合到传播等离子体激元模式在这样的极端亚波长设备。我们的研究结果是基于半导体的集成等离子体和有源量子等离子体纳米系统，合并量子发射器与纳米等离子体元件的发展具有很强的相关性。
2014-01-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Microscopic theory for a minimal oscillator model of exciton-plasmon coupling in hybrids of 2d semiconductors and metal nanoparticles
本文提出改进的耦合振子模型，从微观麦克斯韦方程推导二维TMDC激子与金属纳米颗粒等离激元的有效耦合常数，揭示亮激子与动量暗激子的不同耦合行为，并建议用三振子方程描述实验光谱。
2024-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Applying the resonant-state expansion to realistic materials with frequency dispersion
色散共振态展开，开发了一个精确的计算的共振态在开放的光学系统的频率色散，在这里应用到现实的材料，如金属纳米粒子和半导体微球。材料的介电常数是通过拟合测量的折射率和吸收率与广义德鲁德-洛伦兹模型包含在复频率平面中的极点的数量。每一个德鲁德或洛伦兹极点产生无限系列的共振态。此外，对于小的纳米颗粒，这些极中的每一个产生不同的表面等离子体激元模式。随着半径的增加，这些多个表面模式的演变跟踪从静电极限到显着的延迟和辐射的过渡。对半导体微球中的光学声子区进行处理，发现在半导体微球中存在一个分离共振态的剩余辐射带，考虑到半导体微球带隙附近的能量范围很小，通过洛仑兹极权重的反转描述了从吸收到增益的跃迁，从而导致激光共振态的形成.有趣的是，一系列的谐振状态从较低的频率侧朝向吸收极点收敛，将增益极点整形为从较高的频率侧接近极点的顺时针环路，与从低到高频率跨越并包含激光模式的系列分离。
2019-06-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Second-harmonic generation in Mie-resonant dielectric nanoparticles made of noncentrosymmetric materials
我们发展了一个多极理论的二次谐波产生（SHG）的非中心对称材料制成的介电纳米粒子与体二次非线性。我们具体分析了两种制度的光激发：照明的平面波和单模激发，当激光泵浦驱动的磁偶极子模式。考虑到两类非线性晶体固体（介电钙钛矿材料和III-V族半导体），我们采用对称性的方法来获得选择规则的多极组成的非线性辐射。所开发的描述可用于设计具有可重构辐射特性的高效非线性光学纳米天线。
2019-01-25 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
Collective Mie Exciton-Polaritons in an Atomically Thin Semiconductor
介电纳米天线中的光致米氏共振具有低耗散损耗和电场和磁场的大共振增强的特征。它们为等离子共振提供了一个替代平台，以研究从弱耦合到强耦合的光-物质相互作用。在这里，我们实验证明了在单层WS $_2$与米氏表面晶格共振（米氏-SLR）的强耦合的亮激子。我们解决了在角色散测量的Si纳米颗粒阵列的电和磁Mie-SLR。在零失谐条件下，电米氏激光器（e-SLR）的色散在上下极化激元带之间表现出明显的反交叉和32 meV的拉比分裂。磁Mie-SLR（m-SLR）几乎穿过激子的能带。这些结果表明，该领域的m-SLR是占主导地位的平面外组件，不有效地耦合与平面内激子偶极子的单层WS $_2$。相比之下，具有相对高品质因数（Q $\sim$ 120）的介电纳米颗粒阵列中的e-SLR促进集体Mie激子-极化激元的形成，并且可以允许开发可以定制原子级薄的二维半导体的光电性质的新型极化激元器件。
2020-07-30 physics.optics
Photoluminescence spectroscopy of hybridized exciton-polariton coupling in silicon nanodisks with nonradiative anapole radiations
在强耦合制度的半导体纳米粒子和纳米结构表现出有趣的能量尺度的光学频率，这是指定的拉比分裂之间的上，下激子极化激元状态。从技术上讲，激子-极化激元是由激子物质和光子平台的强相互作用产生的部分光、部分物质的准粒子。在这项工作中，使用全波的数值和理论研究，我们显示了出现强烈的光-物质之间的非辐射anapole状态从一个单独的半导体纳米盘耦合到J-聚集体荧光染料分子在可见光谱中共振。通过对激子材料不同洛伦兹线宽下观测到的能量分裂的物理机制进行论证，并通过光致发光光谱分析从理论上证实了所获得的光谱响应。半导体纳米粒子中的阿那普尔共振与激子能级的耦合可以为在强耦合极限下控制定向光散射以及通过外部刺激动态调谐深亚波长光-物质耦合态提出有趣的可能性。
2019-11-18 physics.optics
High Density, Localized Quantum Emitters in Strained 2D Semiconductors
二维硫族化物半导体最近已成为单光子量子发射体的主体材料。虽然存在关于来自2D硫属化物的缺陷和应变诱导的单光子发射的若干报道，但是产生高密度发射器的自下而上的无光刻方法仍然是难以捉摸的。此外，在应变2D半导体的情况下量子发射的物理性质还远未被理解。在这里，我们展示了一个自下而上的，可扩展的，和光刻免费的方法来创建大面积的本地化发射器的高密度（约150发射器/微米2）在WSe 2单层。我们诱导应变WSe 2单层内具有高的空间密度，共形放置的WSe 2单层上的Pt纳米粒子的均匀阵列的大小为10 nm。低温，时间分辨，和门可调发光测量结合近场发光光谱表明形成的应变区域，发射单光子具有高的空间密度的本地化状态。我们使用金属纳米颗粒阵列来产生高密度的应变量子发射器的方法为可扩展、可调谐和多功能的量子光源开辟了一条新的道路。
2022-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Hide the interior region of core-shell nanoparticles with quantum invisible cloaks
利用分波节点间的相互作用，结合流体动力学中概率流的流线概念，通过将概率流引导到芯区之外，同时保持总散射截面可忽略，证明了半导体中电子输运的量子隐形斗篷.由于概率通量在内部区域消失，人们可以将任何材料嵌入多核壳球内，而不会影响外部的物理观测。我们的研究结果揭示了设计一个保护屏蔽层的可能性，从电子传输的影响脆弱的内部部件。
2013-06-10 physics.optics quant-ph
Optical cooling of lead halide perovskite nanoparticles enhanced by Mie resonances
卤化物钙钛矿是一类在室温下具有高效发光和强电子-声子相互作用的半导体材料，具有良好的光制冷性能。另一方面，基于钙钛矿的纳米光子设计将允许在纳米级进行有效的光学冷却。在这里，我们提出了一种新的策略，在纳米级的基础上，在卤化物钙钛矿纳米粒子的光学共振工程的光学冷却增强。即，纳米颗粒中的光致发光上转换效率通过在发射和吸收波长处激发米氏共振来优化。在波长980 nm和中等强度（7 × 10 $^6$ W/cm 2）的CW照射下，对于玻璃衬底上的混合卤化物钙钛矿（CH $_3$ NH $_3$ PbI $_3$）530 nm纳米颗粒，实现了超过100 K的优化的理论光致温度降低。优化制度起源于同时激发的磁四极和磁八极在泵浦和发射波长，分别。热敏感的光致发光信号和卤化物钙钛矿纳米腔制造的简单性的组合将为实现用于高级应用的纳米级光学冷却器铺平道路。
2019-05-30 physics.app-ph physics.optics
Multispectral UV Imaging on Capacitive CMOS Arrays Enabled by Solution-Processed Metal-Oxide Nanoparticles
TU Delft（代尔夫特理工大学）；NXP Semiconductors（恩智浦半导体）
本文提出了一种基于电容式CMOS技术的紫外成像方案，利用溶液加工的金属氧化物纳米颗粒实现多光谱成像，具有低噪声和可见光盲特性，可降低紫外成像仪成本。
2026-01-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.ins-det
Ultrafast Third-Order Nonlinear Optical Response of Charge Coupled Gold Nanoparticle-Ge24Se76 Heterostructure
本文制备了AuNP/Ge24Se76电荷耦合异质结构，发现其超快三阶非线性吸收和折射响应增强且符号反转，并通过拉曼光谱和瞬态吸收证实电荷转移机制，为非线性光学器件开发提供新途径。
2023-07-06 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
On-demand Plasmon Nanoparticle-Embedded Laser-Induced Periodic Surface Structures (LIPSSs) on Silicon for Optical Nanosensing
超短激光脉冲允许将电磁能量传递到物质，引起其局部加热，其可用于通过烧蚀/蒸发去除材料和驱动界面化学反应。在这里，我们表明，这两个提到的过程可以同时结合在功能化溶液中的Si晶片的直接激光纳米纹理，以产生实际相关的金属-半导体表面纳米形态。这种独特的混合形态代表了具有低至70 nm的极短周期的深亚波长Si LIPSS，其高纵横比纳米颗粒负载有可控量的等离子体纳米颗粒，所述等离子体纳米颗粒由前体贵金属盐的$via$激光诱导分解形成。此外，利用热局部化驱动还原过程来产生局部装饰有不同的等离子体活性纳米颗粒的表面形貌。装载有可控量的贵金属纳米颗粒的光吸收深亚波长Si LIPSS代表了用于等离子体相关应用（例如光学纳米传感）的有吸引力的结构，其中传播光波与高度局部化的电磁"热点“的有效耦合是强制性要求。为了支持这一说法，我们证明了这种混合形态的适用性，基于荧光的检测纳摩尔浓度的汞阳离子在溶液中。
2022-05-11 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Special scattering regimes for conical all-dielectric nanoparticles
全介电纳米光子学为半导体和介电纳米谐振器中独特的光学效应驱动的各种新现象和散射机制开辟了一个场所。他们独特的光学签名，使在可见光范围内的同时电和磁响应铺平了道路，为大量的新的应用在纳米光学，生物学，传感等在这项工作中，我们研究制造友好的截断锥谐振器，并实现几个重要的散射制度，由于锥的固有属性-沿主轴对称破缺，而不涉及复杂的几何形状或结构化的光束。我们展示了这种对称性破缺来提供各种Kerker效应（广义和横向Kerker效应），非散射混合阿那普尔制度（同时阿那普尔条件的所有多极子在一个粒子导致几乎完全的散射抑制），反之亦然，超散射制度。在相同的简单几何范式下，所讨论的效应可以大大简化具有不同功能的光子器件的制造过程。此外，由锥度驱动的额外自由度为在纳米尺度上定制光-物质相互作用开辟了新的视野。
2022-09-14 physics.optics
Optical bistability and hysteresis of hybrid metal-semiconductor nano-dimer
从理论上分析了半导体量子点和金属纳米球复合纳米二聚体的光学响应。我们发现，系统的内部自由度可以表现出双稳态和光学滞后作为入射场强度的函数。我们认为，这些影响可以观察到的现实世界的系统，如一个CdSe量子点和金纳米粒子的混合物。这些性质可以通过测量瑞利散射的光学滞后来揭示。我们还表明，系统的总偶极矩可以突然切换到它的两个稳定状态之间的激发强度的微小变化。后者承诺在纳米级全光处理领域的各种应用，其中最基本的是易失性光存储器。
2011-06-08 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Optical switching in graded plasmonic waveguides
提出了一种新的机制，通过耦合等离子体激元模式的纵向限制光能嵌入在一个梯度介质中的贵金属纳米颗粒链，这是类似于半导体量子阱中的电子的限制。在这些系统中，可以通过改变主介质的梯度折射率或纳米颗粒之间的间隔来控制光能的传输，以实现电子晶体管的光子模拟。可能的通带可调谐纳米粒子间距和调制的折射率在主介质中已明确提出，并有利地与数值计算相比。
2006-04-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
Probing Millikelvin Temperature Sensitivity in Chiral Nanoparticles via Optical Forces
本文提出结合相位信息分解的针尖光学力纳米显微方法，用于揭示光热力来源并实现纳米尺度热成像，在无额外温敏层时达到约0.1 K的温度灵敏度。
2025-06-07 physics.app-ph physics.optics
Correlative Study of Enhanced Excitonic Emission in ZnO Coated with Al Nanoparticles using Electron and Laser Excitation
金属纳米粒子（NP）表面涂层是已知的，以显着提高紫外线发光强度的ZnO。尽管普遍认为金属NP中的共振激发的局域表面等离子体（LSP）可以直接耦合到半导体中的激子，从而增加它们的自发发射速率，但是目前还没有完全理解这种现象中涉及的确切机制。在这项工作中，LSP激子耦合的ZnO单晶和ZnO纳米棒涂有2 nm的铝层已被研究使用相关的光致发光和深度分辨阴极射线发光和时间分辨光致发光光谱。从10 K到250 K的温度分辨阴极发光和光致发光测量表明，在80 K时，自由激子（FX）发射的增强因子高达12倍。FX耦合更有效地在铝的LSP相比，本地化的施主结合激子。此外，观察到LSP相对于FX的强极化依赖性，其中较高增强的FX跃迁在与入射激发的电场相同的方向上极化。这些结果表明，选择性增强的紫外激子PL在ZnO中可以实现通过仔细排列的ZnO的晶轴相对于激发源的电矢量。
2019-08-16 physics.app-ph physics.optics
