Near-Infrared plasmon induced hot electron extraction evidence in an indium tin oxide nanoparticle / monolayer molybdenum disulphide heterostructure
在这项工作中，我们观察等离子体激元诱导的热电子提取之间的异质结氧化铟锡纳米晶体和单层二硫化钼。我们研究的样品与超快差分传输激发样品在1750 nm的强烈局域等离子体表面共振的氧化铟锡纳米晶体和单层二硫化钼不吸收光。在1750 nm激发下，我们观察到二硫化钼在可见光范围内的激子特征，接近二硫化钼的激子。这种现象可以归因于等离子体激元激发时氧化铟锡纳米晶体和单层二硫化钼之间的电荷转移。这些结果是实现近红外等离子体材料用于光转换的第一步。
2022-07-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Intrinsic Optical and Electronic Properties from Quantitative Analysis of Plasmonic Semiconductor Nanocrystal Ensemble Optical Extinction
由杂质半导体纳米晶体（NC）中的局部表面等离子体共振引起的光学消光光谱具有由自由载流子浓度和用于阻尼这些自由载流子的振荡的各种机制确定的强度和线形。然而，当测量系综的光谱时，这些固有性质被非均匀加宽卷积。我们发现，传统的德鲁德近似不配备从一个异质系综的杂质半导体NC拟合光谱，并产生拟合结果，违反米氏散射理论。非均匀系综德鲁德近似（HEDA）模型纠正了这个问题，占系综非均匀性和近地表耗尽。HEDA模型适用于锡掺杂的氧化铟NC的范围内的大小和掺杂水平，但我们希望它可以用于任何各向同性等离子体粒子在准静态政权。它捕获单个NC光学特性及其对系综光谱的贡献，从而能够从系综测量分析固有NC特性。品质因数的平均NC在每个合奏量化，并发现显着高于合奏。载流子迁移率和电导率来自HEDA拟合匹配的散装薄膜文献中测量。
2020-09-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Light trapping and guidance in plasmonic nanocrystals
我们举例说明了光捕获和功能的金属纳米颗粒的周期性阵列的可能性。这种结构的透射光谱中的可控最小值源于集体等离子体共振现象，其中入射平面波在垂直方向上急剧局部化，在平行于晶面的方向上保持离域。使用不同结构或不同材料的混合阵列，我们应用捕获效应来构造本征模光谱，引入重叠共振，从而以波长敏感的方式在空间中引导光。
2006-11-27 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Active Magnetoplasmonics with Transparent Conductive Oxide Nanocrystals
磁等离子体激元技术在设计有源光学元件方面具有很大的应用前景：利用磁场调制等离子体激元共振条件可以提高折射传感器和纳米光子光学器件的性能。然而，现实生活中的应用受到磁等离子体三元悖论的阻碍：1）良好的等离子体金属具有尖锐的光学共振，但具有低的磁光响应; 2）磁性金属具有强的磁光响应，但具有非常宽的等离子体共振; 3）混合两种组分会降低两种特征的质量。为了克服三难困境，我们使用了不同种类的材料，透明导电氧化物纳米晶体（NC）在近红外等离子体响应。虽然是非磁性的，但它们结合了大的回旋频率（由于小的电子有效质量）和尖锐的等离子体共振。我们用F和In掺杂的CdO（FICO）和Sn掺杂的In2O3（ITO）NC对该概念进行基准测试，以提高磁光法拉第旋转和椭圆率，达到非磁性等离子体材料的最高磁光响应，并超过最先进的铁磁纳米结构的性能。这些纳米颗粒的磁等离子体响应是合理的分析模型的基础上激发的圆形磁等离子体模式。最后，概念验证实验证明了FICO NC相对于磁等离子体折射传感的当前技术水平的优异性能，接近领先的局部等离子体折射方法的灵敏度，具有不需要复杂曲线拟合的优点。
2021-04-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Impacts of Surface Depletion on the Plasmonic Properties of Doped Semiconductor Nanocrystals
简并杂质半导体纳米晶体（NC）在电磁波谱的红外范围内表现出局域表面等离子体共振（LSPR）。与金属不同，半导体NC通过掺杂或通过电化学或光化学充电提供可调的LSPR特性。通过载流子密度调制来调节等离子体特性表明了其在智能光电子学、催化和传感方面的潜在应用。在这里，我们阐明了LSPR调制的基本方面，通过动态载流子密度调谐在Sn掺杂氧化铟NC。合成了具有不同掺杂水平和尺寸的单分散Sn掺杂氧化铟纳米碳，并组装成均匀的薄膜。然后在原位电化学电池中对NC膜充电，并监测LSPR调制光谱。基于LSPR的光谱位移和强度调制，结合光学建模，发现经常被忽视的半导体性质，特别是由于掺杂和表面状态引起的能带结构修改，强烈影响LSPR调制。费米能级钉扎的表面缺陷状态创建一个表面耗尽层，改变LSPR的属性，它决定了LSPR频率调制的程度，减少预期的近场增强，并大大降低了LSPR对周围环境的敏感性。
2018-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Determination of the Surface Plasmons Polaritons extraction efficiency from a self-assembled plasmonic crystal
我们实验测量和分析描述的荧光增强通过沉积到金等离子体晶体，通过金沉积在自组装蛋白石上获得的宏观尺寸的二维光栅的CdSe/CdS纳米晶体。我们发现纳米晶体近场耦合到金表面等离子体激元（SPP），然后光栅诱导SPP再发射到远场的证据。我们开发了一个理论框架和一个原始的方法，以评估，从光致发光实验，光栅的SPP提取效率。
2013-11-10 physics.optics
Infrared nanoplasmonic properties of hyperdoped embedded Si nanocrystals in the few electrons regime
使用局域表面等离子体共振（LSPR）作为光学探针，我们证明了存在的自由载流子在磷掺杂的硅纳米晶体（SiNC）嵌入在二氧化硅基质。在小的SiNC中，半径范围从2.6到5.5 nm，红外光谱研究结合数值模拟使我们能够以几个原子的精度确定电活性磷原子的数量。我们证明，LSP共振可以支持只有约10个自由电子每电子束，确认理论预测和探测的等离子体激元的集体性质的限制。我们揭示了一种现象，独特的嵌入式纳米晶体，与外观的避免交叉行为链接到本地化的表面等离子体在掺杂的纳米晶体和二氧化硅基质声子模式之间的杂交。最后，在小尺寸制度的散射时间依赖性与载流子密度的仔细分析，使我们能够检测到在高掺杂剂浓度的一个新的散射过程的外观。
2022-04-27 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Room Temperature Continuous-wave Excited Biexciton Emission in CsPbBr3 Nanocrystals
双激子是多体激子相互作用的一种表现形式，在构建量子态的相干组合中，对量子信息和量子计算至关重要。然而，由于它们的结合能小，跃迁效率低，大多数双激子在常规半导体中存在于低温或飞秒脉冲激光激发下。在这里，我们展示了室温下，连续波驱动的双激子状态CsPbBr3钙钛矿纳米晶体通过耦合与等离子体纳米间隙。室温CsPbBr 3双激子激发通量（~100 mW/cm 2）在Ag纳米线膜纳米间隙中降低了~10^13倍。双激子发射的巨大增强是由相干双激子-等离子体Fano干涉驱动的。这些结果为研制高效无闪烁单光子源、纠缠光源和基于双激子态的激光器提供了新的途径。
2018-04-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantum Rod Emission Coupled to Plasmonic Lattice Resonances: A Collective Directional Source of Polarized Light
我们证明，一个阵列的光学天线可以呈现一个薄层的随机取向的半导体纳米晶体到一个增强的和高度定向的偏振光源。该阵列维持集体等离子体晶格共振，其在窄角区域上与纳米晶体的发射光谱重叠。因此，可见光的不同光子能量被增强并被射向确定的方向。
2013-05-14 physics.optics
Refractive index mediated plasmon hybridization in an array of aluminium nanoparticles
非对称环境中的等离子纳米粒子的布置可以根据对象之间的距离来表征远场和/或近场相互作用。在这项工作中，我们研究了三个固有的等离子体模式（偶极，四极和六极模式）维持一个椭圆形的铝纳米柱的杂交，以及行为的杂交模式时，纳米粒子的阵列组织或当周围介质的折射率改变。这些杂化模式的位置和强度被证明是由纳米粒子之间的近场和远场相互作用的影响。在这项工作中，两个杂化模式在紫外光谱范围内进行了调整，以光谱符合本征带间激发和发射带的ZnO纳米晶体。ZnO纳米晶体层的折射率影响等离子体激元模式的位置，并增加了覆盖介质的作用，这反过来又导致在小光谱区域中出现两个独立的模式。因此，ZnO纳米晶光致发光的增强受益于同时激发和发射增强。
2020-02-21 physics.optics
Diffuse Surface Scattering in the Plasmonic Resonances of Ultra-Low Electron Density Nanospheres
局域表面等离子体共振（LSPR）最近已被确定在极端稀释的电子系统中通过掺杂半导体量子点。在这里，我们调查的作用，不同的表面效应，即电子溢出和扩散表面散射，发挥这些超低电子密度纳米系统的光学性质。漫散射源于表面上微观尺度的缺陷或粗糙度。使用电磁理论，结合介电函数，包括量子尺寸效应，描述了这种机制，我们发现，LSPRs显示的振荡行为在位置和宽度为大颗粒和一个强大的蓝移能量和宽度增加较小的半径，与最近的实验结果一致的光掺杂ZnO纳米晶体。因此，我们表明，通常被忽视的过程中的扩散表面散射是一个更重要的机制，影响超低电子密度纳米粒子的等离子体特性比溢出效应。
2015-04-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
`Deterministic' quantum plasmonics
我们证明了“确定性”发射的传播量子表面等离子激元极化激元在自由选择的位置上的黄金等离子体插座。这是通过使用由具有两个氮空位色心占据的金刚石晶体制成的近场扫描光源作为等离子体激元发射器来实现的。我们的演示依赖于一个薄的均匀的金膜和近场光学显微镜的纳米结构的厚金膜的泄漏辐射显微镜。我们的工作为量子等离子体的未来基础研究和应用铺平了道路，这些研究和应用需要精确定位单等离子体源，并可能在等离子体和纳米光子学中开辟一个新的分支，即扫描量子等离子体。
2010-11-10 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Advancements and challenges in plasmon-exciton quantum emitters based on colloidal quantum dots
本文概述了基于发光半导体纳米晶体的等离激元-激子量子发射器的最新进展，强调利用光-物质耦合现象在不改变化学结构的情况下精确操控发射速率、强度和能量，为克服量子信息应用中的亮度与保真度等挑战提供了新途径。
2024-02-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
VO2 Nanocrystals for Designer Phase-Change Metamaterials
亚波长纳米颗粒可以支持具有不同特征的电磁共振，这取决于它们的尺寸、形状和性质。例如，电和磁Mie共振发生在介电粒子中，而等离子体共振出现在金属中。在这里，我们实验证明，多极共振托管VO 2纳米晶体可以动态调谐和切换由于绝缘体到金属的过渡VO 2。使用米氏理论和麦克斯韦-加内特有效介质理论，我们检索的复折射率的有效介质组成的一个板的VO 2纳米球嵌入在SiO2和显示，这样得到的超材料呈现出独特的光学可调谐性相比，未图案化的VO 2。我们进一步表明，这提供了一个新的自由度，设计低损耗的相变超材料与设计师的光学可调谐性和主动控制的光散射。
2019-11-28 physics.app-ph physics.optics
Controlled emission and coupling of small-size YAG:Ce3+ nanocrystals to gold nanowire
报道了Ce ~（3+）离子在直径为22 ~ 10 nm的钇铝石榴石Y_3Al_5O_（12）（YAG：Ce ~（3+））纳米晶中的可控发射，这是由于沿金纳米线传播的表面等离子体模的耦合作用。从PL图像中，单个YAG：Ce 3+纳米晶体在单个金NW附近的强度与没有NW的纳米晶体相比增加了两倍。此外，我们观察到一个最大的3.8倍的发射率增强的单一金接近单一的NW。YAG：Ce 3+纳米晶体的发射率增强是100 nm荧光纳米球的两倍。这一数值与用解析散射模型和边界元法（BEM）相结合的计算结果是一致的。我们还证实，小尺寸光源是更有效的发射率增强。因此，具有完美光稳定性的小YAG：Ce 3+纳米晶体的受控发射将为最终高效的纳米级光源铺平道路。
2015-10-29 cond-mat.mtrl-sci 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
Matters Arising in -- "Plasmon-driven carbon-fluorine (C(sp^$3$)-F) bond activation with mechanistic insights into hot-carrier-mediated pathways"
在最近的论文~[Nature Catalysis 3，573（2020）]中，Robatjazi { \em et al.}展示了在光照和外部加热下在由Pd岛修饰的Al纳米晶体上的加氢脱附。他们的结论是，由于“热”电子的作用，电子能有效地和选择性地完成所需的转化\ce{CH3F + D2 -> CH3D + DF}，这一点可以通过光照诱导的活化能降低来证明。尽管同一小组在先前工作中发现的一些问题已经得到解决，但对《自然催化》3，573（2020）中数据的审查对方法和中心结论都提出了质疑。首先，我们证明了~[Nature Catalysis 3，573（2020）]中的热控制实验没有将热与“热电子”贡献分开，因此从这些实验中得出的任何结论都是无效的。然后，我们表明，改进的热控制意味着反应的活化能不会改变，并且独立的纯热计算（仅基于原始手稿中提供的样品参数）完美地解释了测量数据。为了完整起见，我们还解决了热成像仪的校准中的技术问题，一些测量数据的不合理的不合格，以及关于其余主要结果的方面，包括用于调查反应选择性的质谱方法，以及关于化学计量和反应顺序的声明。所有这一切都表明，热电子参与的举证责任尚未得到满足。
2021-05-13 physics.chem-ph physics.optics
Nanoplasmonic Renormalization and Enhancement of Coulomb Interactions
已知纳米结构等离子体金属系统极大地增强各种辐射和非辐射光学过程，线性和非线性的，这是由于分子或半导体中的电子与表面等离子体的增强的局部光场的相互作用。主要不同的是许多多体现象，这些现象是由于带电粒子之间的库仑相互作用：载流子（电子和空穴）和离子。这些包括载流子-载流子或载流子-离子散射，能量和动量转移（包括拖曳效应），热平衡，激子形成，碰撞电离，俄歇效应等，这是没有被广泛认识到，这些和其他多体效应也可以修改和增强的表面等离子体局部场。在这类多体现象中，有一类特殊但极其重要的现象是由金属表面的化学反应构成的，包括催化反应。在这里，我们提出了一个通用的和强大的理论的等离子体增强的多体现象，从而在一个封闭的表面等离子体修饰库仑相互作用的表达。我们说明了这个理论，通过计算这种修饰的相互作用明确的一个重要的例子，金属-电介质纳米壳，表现出达到共振行为的幅度和相位。这种相互作用是用来描述的nanoplasmonic增强的Foerster能量转移之间的量子点在附近的一个等离子体纳米壳。催化在纳米结构的金属表面，非局部载流子散射和表面增强拉曼散射之间的库仑相互作用的nanoplasmonic重整化的其他影响和应用进行了讨论可能是最重要的。
2008-02-02 physics.optics
Anomalous Absorption in Arrays of Metallic Nanoparticles: A Powerful Tool for Quantum Dot Optoelectronics
贵金属纳米颗粒的周期性阵列是光子学中的象征性纳米结构。它们维持局部表面等离子体共振的能力多年来一直被用于证明各种被动和主动功能，例如偶极介质和LED中的增强发光以及光电导检测器中的更高响应度。在这里，我们表明，额外的磁共振，与感应电流回路之间的纳米粒子和访问与横向电波，出现在有限的密集阵列与亚波长周期。此外，它们与系统的等离子体激元的相互作用导致电磁诱导吸收（EIA）的光谱尖锐的类似物。我们使用这些超颖表面诱导PbS纳米晶体的有源层的发射、吸收、光电导和偏振特性的变化和增强，说明EIA超越文献中迄今为止展示的被动功能的潜力。
2022-07-21 physics.optics
Assembling and Modeling Stacked Disordered Metasurfaces
本文提出一种无需光刻的纳米加工方法实现亚微米厚度的级联无序等离激元超表面，开发了适用于大入射角的理论模型揭示相干与非相干散射的相互作用，并据此实现了厘米尺度色彩加密器件。
2025-06-30 physics.optics
Gold Nanoparticles Coated Optical Fiber for Real-time Localized Surface Plasmon Resonance Analysis of In-situ Light-Matter Interactions
针对传统仪器难以进行原位局域分析的问题，提出利用浸涂工艺制备金纳米颗粒功能化光纤，基于局域表面等离子体共振原理实时检测折射率变化，成功评估了亚甲基蓝在琼脂糖凝胶中的原位分子分布，为生物医学领域的实时分子扩散分析提供了简单光流控工具。
2024-01-02 cond-mat.soft physics.ins-det physics.optics
Inversion of simulated and experimental light scattering data for characterization of two-dimensional randomly rough metal surfaces
本文提出基于二阶相位微扰理论的光散射数据反演方法，用于重建二维随机粗糙金属表面的自相关函数和均方根粗糙度，并通过银、金表面的模拟与实验数据验证其准确性和高效性。
2024-06-11 physics.app-ph physics.class-ph physics.optics
