Plasmon modes of silver nanowire on a silica substrate
从理论上研究了银纳米线置于二氧化硅衬底上或附近时的等离子体激元模式。结果表明，衬底对等离子体激元模有很大的影响。对于衬底上的纳米线，等离子体激元（混合）模式不仅具有长的传播长度，而且具有超小的模式面积。从实验的角度来看，这种无腔结构具有很大的潜力，研究等离子体激元模式和嵌入在衬底中的单量子系统（例如，量子点）之间的强相干相互作用。
2010-09-17 physics.optics
Guided plasmon modes of triangular and inverted triangular cross section silver nanoridges
本文研究了银纳米脊波导中二维等离子体激元模式的传播特性，波导的截面为三角形和倒三角形。模式场分布，色散曲线，传播距离，等离子体激元脊模式的品质因数的计算与各种三角形和倒三角形波导截面的银纳米脊波导。研究发现，如果设计得当，三角形截面纳米脊波导比相同宽度的平顶纳米脊波导具有更长的传输距离和更高的品质因数。当纳米脊的三角形高度较高时，模式接近小角楔模式。倒三角形截面纳米脊模式可以被认为是两个金属楔等离子体激元模式的混合模式。当倒三角形深度增加时，传播距离和品质因数显著降低，表明与平顶纳米脊等离子体波导相比时性能较差。
2012-02-11 physics.optics
Plasmonic abilities of gold and silver spherical nanoantennas in terms of size dependent multipolar resonance frequencies and plasmon damping rates
球形等离子体纳米天线的吸收和发射光学性质的多极表面等离子体激元（SP）的尺寸依赖的谐振频率和阻尼率方面进行了描述。我们提供的等离子体激元的大小特性的金和银的球形粒子的大尺寸的延迟制度，其中等离子体激元辐射阻尼是显着的。我们强调的辐射阻尼的作用相比，能量耗散阻尼形成的等离子体粒子的接收和发射性能。两者的大小依赖性：多极SP谐振频率和相应的阻尼率可以是为给定应用定制等离子体纳米天线特性的方便工具。这样的特性使得能够控制等离子体纳米天线的操作频率，并且将操作范围从光谱宽改变为光谱窄，反之亦然。也可以在粒子接收（增强吸收）和发射（增强散射）能力之间切换。改变观察的偏振几何形状，可以有效地将偶极子和四极等离子体激元辐射与对散射光的所有非等离子体激元贡献分离。关键词：表面等离子体共振，等离子体阻尼率，多极等离子体
2011-04-04 physics.optics
Silver nanowires with optimized silica coating as versatile plasmonic resonators
金属纳米粒子是等离子体中最常用的纳米结构。然而，除了纳米颗粒之外，金属纳米线还具有几个应用优势。它们的伸长提供了更大的相互作用体积，它们的共振可以达到更高的品质因数，并且它们的模式结构提供了更好的耦合到集成混合介电-等离子体电路中。然而，控制导线到支撑衬底、到另一金属层或到具有亚纳米精度的活性材料的距离是至关重要的。电介质涂层可以用于距离控制，但它不能降低等离子体特性。在本文中，我们介绍了一种控制合成和涂层的银纳米线的方法，以满足这些要求。我们合成和表征直径约70 nm的银纳米线。这些纳米线使用改进的Stöber方法涂覆有nm大小的二氧化硅壳，以实现均匀和光滑的表面质量。我们使用透射电子显微镜，暗场显微镜和电子能量损失光谱学的形态和等离子体共振的个别纳米线和量化的二氧化硅涂层的影响。彻底的数值模拟支持的实验结果表明，涂层不恶化的等离子体特性，从而引入银纳米线作为可用的构建块集成的混合等离子体系统。
2018-11-19 physics.optics
Remote-excitation and remote-detection of single quantum dot using propagating surface plasmons on silver nanowire
利用银纳米线表面传播的表面等离子体激元，我们证明了聚焦在银纳米线末端的激光可以激发距离激发点微米的单个量子点。QD-NW相互作用允许激发的QD将其部分能量转换为传播的SP，然后可以在远程站点检测到SP。同时实现了多量子点的远程激发和检测。此外，NW表面周围传播的SP的紧密限制使得能够在空间上非常接近地选择性激发QD，这在常规激发条件下不能实现。这种远程激发和检测方法可以在化学和生物系统的光学成像和传感中找到应用。
2014-06-09 physics.optics
Waveguiding and Plasmon Resonances in Two-Dimensional Photonic Lattices of Gold and Silver Nanowires
我们报道了高光学质量的平行金和银纳米线的三角形晶格的制造，直径低至500 nm，长径比高达100，000。纳米线由二氧化硅玻璃基质支撑并围绕中心固体玻璃芯设置，即，丢失的纳米线这些厘米长的结构使得在纳米线阵列中捕获光并表征在特定光学频率下形成的等离子体共振成为可能。这种纳米线阵列具有许多潜在的应用，例如，to imaging成像on the sub-子wavelength波长scale规模.
2007-11-28 physics.optics
Some aspects of measuring nonlinear optical features of advanced vertically aligned mesoporous silica thin films activated by silver and copper ions
描述的实验条件，重现性和优化的非线性光学效应（SHG，THG）的诊断功能化的垂直排列的介孔二氧化硅薄膜激活的银和铜离子。详细介绍了样品的合成过程。给出了单次谐波发生器（SHG）和三次谐波发生器（THG）与基波能量密度的关系。观察到二次谐波和三次谐波能量功率依赖性之间的差异。
2018-06-13 physics.app-ph physics.optics
Imaging of plasmonic modes of silver nanoparticles using high-resolution cathodoluminescence spectroscopy
在扫描电子显微镜装置中对银纳米颗粒进行阴极发光光谱。出现在可见光范围内的硅衬底上制造的粒子的峰示出到达从激发的平面外的本征模的电子束。单色发射图已经被示出为在小于25nm的长度尺度上解决共振等离子体激元模式的空间场变化。对光激发和电子激发两种情况进行了时域差分数值模拟。在电子激发下的辐射发射的结果表明，与实验符合得很好。给出了诱导场的完整矢量描述，补充了实验结果。
2009-06-05 physics.optics
Simultaneously plasmon lasing and spasing behavior in a silver grating-film geometry
利用自洽的Maxwell-Bloch方法，我们证明了简单金属光栅薄膜纳米结构中同时存在的激光和脉冲行为，这可以归因于空间烧孔以及带边和等离子体带隙中不同模式的增益竞争.我们展示了三种模式：一种是品质因数高达248.54的间隙Spaser模，一种是从光栅表面垂直发射的带边等离子体激元激光模，另一种是被Spaser模抑制的带边等离子体激元激光模。该方法在低阈值相干光源、表面等离子体激元光源、表面增强拉曼散射、固体发光等方面具有重要的应用价值。
2014-03-11 physics.optics
Mode Properties of Flat-top Silver Nano-ridge Surface Plasmon Waveguides
我们研究了平顶银纳米脊支持的表面等离子体模式。我们计算了纳米脊模的模式电磁场分布、色散曲线、传播范围和品质因数。我们发现纳米脊表面等离子体激元模式是准TEM模式，其纵向场分量比横向场分量小三个数量级。模式分布的准TEM性质揭示了自由电子振荡在纳米脊顶部的传播主要贡献于紧密限制的脊模式。我们还发现，随着纳米脊宽度的减小，脊模式变得更加紧密地限制在脊顶部。随着纳米脊宽度的增加，纳米脊模式接近两个解耦的直角楔等离子体激元模式。
2011-12-04 physics.optics
Dual Plasmonic Modes from In-Situ Silver Nanoparticle Formation via Diffusion at Silver / Dielectric Interfaces
各种几何形状的金属-电介质界面是表面等离子体激元的基本光子材料平台。表面等离子激元和局域表面等离子激元是分别在平面和曲面金属-电介质界面上激发的两种表面等离子激元模式。在这里，我们证明了原位形成的银纳米粒子扩散在平面界面之间的沉积银和氮化物的氮化物。在一个步骤中，我们合成的纳米结构，表现出本地化的表面等离子体共振在银纳米粒子和表面等离子体共振在平面界面。我们开发了一个精确的光学模型，描述两个表面等离子体激元模式应用有效介质理论的实验ToF-SIMS和XPS的深度分布。我们的研究结果提供了对固有金属-电介质界面缺陷的基本材料见解，以及一种新的原位纳米颗粒合成方法，该方法与传统的平面界面制造无缝集成。这些独特的结果打开了前景光明的光子等离子体激元的应用，利用两个表面等离子体激元模式的耦合。
2019-04-15 physics.app-ph physics.optics
Feasible Surface Plasmon Routing Based on The Self-assembled InGaAs/GaAs Semiconductor Quantum Dot Located between Two Silver Metallic Waveguides
提出了一种利用位于两个银金属波导之间的具有V型三能级结构的InGaAs/GaAs半导体量子点（SQD）实现纳米等离子体开关和量子路由的实验方案。我们通过实空间方法从理论上研究了单等离子体激元在这种多端口系统中的传输和转移速率，我们的结果表明，通过控制参数，如经典场的强度，失谐以及SQD和波导之间的相互作用，来自输入端口的单等离子体激元可以被切换和重定向。该方案不仅可用于量子路由器和量子交换机的设计，还可用于量子光子集成电路的设计。
2019-05-21 physics.optics
Coupling of light from an optical fiber taper into silver nanowires
我们报道了光子从光纤锥到银纳米线的表面等离子体激元模式的耦合。传播等离子体激元的发射不仅可以在纳米线的端部实现，而且可以在中间部分实现。耦合的程度可以通过调节光偏振来控制。此外，我们提出了光耦合到多个纳米线从一个单一的光纤锥同时进行。我们的演示提供了一种新的方法，优化等离子体耦合到纳米金属波导，促进实现高度集成的等离子体器件。
2009-06-02 physics.optics
Real-time surface plasmon polariton propagation in silver nanowires
Max-Born-Institut（马克斯·伯恩研究所）；Humboldt-Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）；Center for the Science of Materials Berlin, Humboldt-Universität zu Berlin（柏林材料科学中心，柏林洪堡大学）；Helmholtz-Zentrum Berlin for Materials and Energy（柏林亥姆霍兹材料与能源中心）；Friedrich-Schiller-University（弗里德里希·席勒大学）
本文通过电子能量损失光谱技术研究银纳米线中等离子体激发的实时动态，分析了电子与等离子体激发的相互作用，为等离子体传感器和量子光学应用提供理论支持。
2024-11-29 physics.optics
Coherent Light Scattering from Semicontinuous Silver Nanoshells Near the Percolation Threshold
我们报道了在硅胶球上生长的连续银纳米壳的可见消光光谱的测量。我们发现，薄，分形壳低于逾渗阈值表现出几何可调等离子体共振。一种改进的标度理论方法被用来模拟这样的壳的介电响应，然后利用它来获得的消光截面中的延迟米氏散射形式主义。我们表明，这种球形谐振器支持独特的等离子体动力学：在可见光有一个新的制度的相干驱动集群本地化等离子体，而在红外线交叉均匀响应预测离域壳等离子体。
2006-01-18 physics.optics
Electrically Controlled Plasmonic Lasing Resonances with Silver Nanoparticles Embedded in Amplifying Nematic Liquid Crystals
我们研究了银纳米粒子在染料掺杂的液晶中的电控相干随机激光，记录了与外电场相关的发射强度和频率分裂。提出了一个修正的速率方程模型来解释所观察到的相干激光，这是由Ag粒子的等离子体激元-极化激元近场引起的激光染料分子的布居数反转和激光模的光学能量密度的双重增强的表现。激光共振在弱外加场中的显著猝灭是由于NLC主体的不规则指向矢波动引起的动态光散射，其洗掉了不同粒子palsmon-polariton场之间的相干干涉。这提供了一个证据，以支持目前的激光共振是非常敏感的主介质中的介电扰动，因此可能与一些耦合的金属纳米粒子的等离子体振荡。
2014-05-05 physics.optics
Extending the Propagation Distance of a Silver Nanowire Plasmonic Waveguide with a Dielectric Multilayer Substrate
化学合成的银纳米线被证明是一种有效的等离子体波导结构，但其高的传输损耗限制了其广泛的应用。在这里，我们证明了沿银NW的等离子体激元的传播距离可以延长，如果银NW放置在含有光子带隙的电介质多层基板上，但不放置在常用的玻璃基板上。在630 nm波长下，即使银纳米线直径为90 nm，其传输距离也可达到16 μ m。实验和模拟结果进一步表明，这种传播的等离子体激元模式的偏振方向几乎平行于介质多层膜的表面，因此它是由沿同一介质多层膜上直径仅为170 nm的聚合物纳米线传播的横向电偏振布洛赫表面波激发的。数值模拟结果与实验结果吻合较好。我们的工作为扩展等离子体波导的传输距离以及光子和等离子体波导在纳米尺度上的集成提供了一个平台。
2017-11-01 physics.optics
Harnessing Short-Range Surface Plasmons in Planar Silver Films via Disorder-Engineered Metasurfaces
本文提出利用无序工程超表面在平面银膜中利用短程表面等离激元，通过光控生长银纳米粒子实现，为平面光学系统的成像、传感和非线性光学提供新方法。
2023-05-17 physics.optics
Surface plasmon enhanced broadband spectrophotometry on black silver substrates
我们证明了表面等离子体诱导的增强在光学成像和光谱上的银涂层的硅纳米锥，我们称之为黑银基板。采用可批量生产的纳米制造方法，在圆片级上制备了具有致密均匀的纳米锥森林结构的黑银衬底。黑银衬底能够有效地捕获入射光子并将其转换为宽波长范围内的局域等离子体激元，这允许从UV到NIR范围的光学吸收增强12倍，可见荧光增强约30倍，NIR拉曼散射增强因子高达约108。我们显示了相当大的潜力，黑银基板在高灵敏度和宽带光学传感和成像的化学和生物分子。
2014-02-07 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Coupled plasmon wave dynamics beyond anomalous reflection: phase gradient Copper metasurface for visible to the near infrared spectrum
在纳米级光子器件中，对超颖表面2D光学器件的多功能性的需求迅速增加。为了探索设计度量中的微调，我们重新研究了梯形形状的铜超颖表面，其具有用于有效地将线性偏振光用于两种不同功能的差分时域模拟。从等离子体能带结构，我们看到几何形状的不对称程度如何影响行进等离子体模式的有效共振耦合，以及与纳米天线的几何形状相关的不同类型的模式杂交分布。通过调节纳米天线的长度，我们可以激发出由这种结构支持的有效等离子体模式，并从垂直入射的自由空间光中单向引导出表面波，用于可见光到红外范围。定向表面等离子体激元具有反对称和对称模式，根据纳米天线的长度和波长在连续金属层的顶表面和底表面之间振荡。该铜超颖表面针对宽带（600-900 nm）异常光束转向的远场应用进行了优化，平均效率为65%，最大角度为64度。这项工作带来了更多的理解如何一个超表面可以实现在小足迹等离子体器件，波导模式控制，以及光束转向与他们的波长相关的功能。
2022-06-11 physics.optics
Copper plasmonics with excitons
研究了表面等离子体激元在铜氧化物Cu $_2$ O包裹的铜薄层中的传播。结果表明，特别强的激子在Cu $_2$ O可以有相当大的影响等离子体传播，等离子体激子和等离子体激元等离子体相互作用提供了许多机会。它表明，通过使用足够薄的金属层，可以激发所谓的长程等离子体激元（LRSPP），它可以克服固有的高欧姆损失的铜相比，通常的等离子体金属，如银。数值计算证实了分析结果。
2022-08-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
The Chimaerical Quest for the Optical Plasmonic Superlens
这篇评论旨在揭露声称等离子体银膜超透镜能够成像真正的亚波长物体的谬论。这种透镜是由伯克利小组提出的，他们在误导性实验中不恰当地将亚波长孔径视为要成像的对象，而这些孔径的主要功能是将自由空间激光转换为激发银中的表面等离子体共振现象所必需的倏逝场。此外，孔径还决定了银膜上可能发生这种现象的受限有效面积。我们提供了一个新的有见地的物理解释如何激发这种现象，它需要什么。我们强调的现象的重要影响的亚波长转换（减少）所产生的表面等离子体及其相关的约束增强倏逝场。
2014-04-04 physics.optics
Silver Amalgam Nanoparticles and Microparticles: A Novel Plasmonic Platform for Spectroelectrochemistry
来自非常规材料的等离子体纳米颗粒可以改善甚至将一些新的功能引入到与等离子体固有相关的学科中，例如光化学或（光谱）电化学。例如，它们可以催化各种化学反应或在各种应用中充当纳米电极和光学换能器。银汞合金是这种非常规等离子体材料的完美例子，尽管它在电化学领域因其宽的阴极电位窗口和生物分子对其表面的强吸附亲和力而众所周知。在这项研究中，我们详细研究了由银汞合金制成的纳米颗粒和微米颗粒的光学性质，并将它们的等离子体共振与它们的形态相关联。我们使用光学光谱技术的合奏水平和电子能量损失光谱的单粒子水平上，以证明银汞合金本地化等离子体共振，从紫外线的所有方式到中红外波长覆盖的非常宽的光谱范围。我们的研究结果建立银汞合金作为一个合适的材料引入等离子体功能的光化学和光谱电化学系统，其中等离子体增强的电磁场和发光过程可以协同满足优越的电化学特性的汞。
2019-06-27 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
'Flying Plasmons': Fabry-Pèrot Resonances in Levitated Silver Nanowires
等离子体纳米结构，如线波导或天线是新型高度集成光子学的关键构建块。因此，对纳米尺度上单个结构的光学材料性质的定量理解对于预测和设计复杂复合元件的功能是必不可少的。在这封信中，我们研究了传播的表面等离子激元在单个银纳米线孤立的悬浮在一个线性保罗陷阱的环境。对称破坏效应，例如，以这种方式完全消除了来自支撑衬底的污染。在超连续谱光源的白光照射下，在纳米线末端获得的散射光谱中观察到法布里-珀罗共振。等离子体激元性质的信号进行了验证，通过本地激发和光子收集对应于一个干净的传输测量通过法布里-珀罗谐振器。数值模拟是用来计算复杂的有效折射率的纳米线作为输入参数的一个简单的法布里-珀罗模型，很好地再现测量光谱，尽管系统的高度色散的性质。我们的研究为几乎任何可捕获的等离子体纳米物体的定量表征铺平了道路，即使是脆弱的，如液体或熔融金属的液滴和几乎任何基于有限波导的纳米谐振器，其影响是复杂的混合结构，具有强耦合或激光的建模。此外，该配置有可能被气体传感器补充，以研究热电子对等离子体粒子附近催化反应的影响。
2017-09-27 physics.optics
Subwave length light focusing by surface plasmons on a silver film
本文研究了两种亚波长光聚焦装置。第一种是一个反射良好的金属薄膜，在其上激发波数为$h>>ω_0/c$的表面等离子体激元的会聚光束，该光束的束腰横截面比$λ_0^2$小得多。第二个器件是一个中间有间隙的线性纳米天线。在天线中激发共振等离子体激元。间隙中的场集中在比$λ_0^2$小得多的点上。在这两种情况下，由于第一种情况下的传播损耗和由于第二种情况下的小激励截面，亚波长聚焦点中的场增强效应大大降低。建议通过与相邻原子或量子点的相互作用来改善薄膜和纳米天线的激发效果。
2007-03-07 physics.optics
Electron-induced limitation of surface plasmon propagation in silver nanowires
等离子体电路被认为是一种有前途的解决方案，有效的技术，用于封装和集成下一代的光学纳米器件。一个关键要素是电信息和光信息之间的共享金属网络，其能够实现电子控制层和等离子体数据链路的有效异质集成。在这里，我们调查到什么程度的表面等离子体激元和载流电子干扰这样一个共享的电路。通过同步记录单个化学合成银纳米线的表面等离子体传播和电输出特性，我们确定了阻碍这些纳米级电路中电流和表面等离子体共同传播的限制因素。
2015-09-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmon mode excitation and photoluminescence enhancement on silver nanoring
我们展示了一种简单而高性能的激光辅助银纳米环制造技术，其中包括通过聚焦纳秒脉冲和随后的反应离子抛光来烧蚀Ag膜。纳米环的直径和厚度可以通过在激光烧蚀步骤中优化脉冲能量和金属膜厚度来控制，而随后的反应离子抛光提供了制造具有期望高度的纳米环的能力。s偏振准直激光束倾斜照射纳米环的散射图案表明纳米环内的焦点从其中心偏移约0.57Rring的距离。证明了在Ag纳米环附近的罗丹明6G有机染料的光致发光信号的五倍增强。这种增强归因于纳米环表面附近的电磁场振幅的增加，所述电磁场振幅是由沿着纳米环行进的多极等离子体激元模式的激发引起的。这一假设证实了暗场背散射光谱的纳米环下测量白光照明，以及通过支持有限差分时域模拟。
2015-06-06 physics.optics
Propagation of plasmons in designed single crystalline silver nanostructures
我们证明了在单晶银纳米结构中的等离子体激元的传播使用自下而上和自上而下的方法相结合。使用湿化学方法制备厚度约为65 nm、表面积约为100 μm^2的银纳米片。然后通过聚焦离子束研磨来雕刻银纳米尖端和纳米线。等离子体激元的激发是通过使用的荧光从再沉积的银团簇在铣削过程中。等离子体激元在纳米线中的传播是在可见光谱区观察到的。我们还通过测量远端导丝末端的发射光谱观察到腔效应。
2013-06-19 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Enhanced plasmonic coloring of silver and formation of large laser-induced periodic surface structures using multi-burst picosecond pulses
我们报告的创建角度独立的颜色银使用紧密的时间间隔的激光脉冲。与传统的非突发模式相比，使用突发模式可以将色度（色彩饱和度）提高约50%，并将亮度范围扩大约60%。扫描电子显微镜分析使用突发模式产生的表面，揭示了3组不同的激光诱导周期性表面结构（LIPSS）的产生：低空间频率LIPSS（LSFL）、高空间频率LIPSS（HSFL）和大激光诱导周期性表面结构（LLIPSS），其是激光波长的10倍并且平行于激光偏振。纳米粒子负责每种等离子体颜色，并且观察到它们的分布对于突发和非突发模式都是相似的，这表明底层结构（即LIPSS）负责增加的色度和亮度。双温度模型模拟的激光脉冲照射的银显示显着增加的电子-声子耦合系数，这是至关重要的创建定义良好的波纹结构。彩色表面的时域有限差分（FDTD）模拟表明，色度的增加可归因于突发模式中产生的HSFL。
2016-09-15 physics.optics
A single-crystalline silver plasmonic circuit for visible quantum emitters
等离子体激元波导是纳米光子器件中的关键元件，其用作纳米级光源和检测器之间的光学互连。等离子体双线传输线中的多模操作为近场操纵和信息编码提供了重要的自由度。然而，由于欧姆损耗，金纳米结构中的高度受限的等离子体激元传播通常限于近红外区域，排除了来自等离子体激元电路的所有可见量子发射体。在这里，我们报告自上而下的制造复杂的等离子纳米结构的单晶银板。我们展示了一个小的合奏的荧光团的一组波导模式和发射的可见光发光到波导的高效率的控制远程激发。这种方法开启了复杂等离子体波导和可见光谱范围内各种量子发射器之间纳米级光-物质相互作用的研究。
2019-02-22 physics.app-ph physics.optics
Surface plasmon modes of a single silver nanorod: an electron energy loss study
我们提出了一个电子能量损失的研究，使用能量过滤TEM的空间分辨表面等离子体激元激发银纳米棒的纵横比14.2休息在30 nm厚的氮化硅膜。我们的研究结果表明，激发量子化的共振模式，其强度的最大值沿纳米棒的长度变化，其波长变得压缩向纳米棒的两端。模拟银纳米棒-氮化硅系统的表面等离子体激元响应的理论计算表明，为了准确地描述共振模式的能量色散，包括延迟和基板效应的重要性。
2011-06-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nonlinear Fano Profiles in the Optical Second-Harmonic Generation from Silver Nanoparticles
利用超瑞利散射实验和有限元数值计算研究了140 nm银纳米粒子的共振效应对光学二次谐波产生的影响。我们发现，宽的偶极和窄的八极表面等离子体共振之间的干扰导致非线性Fano配置文件，可以外部控制的入射偏振角。这些配置文件是负责在二次谐波产生的非线性等离子体激元诱导的透明度。
2012-02-02 physics.optics
Absorption cross-section spectroscopy of single strong coupling system between plasmon and molecular exciton resonance using single silver nanoparticle dimer generating surface enhanced resonant Raman scattering
研究了由单一银纳米粒子二聚体和少量染料分子组成的单一强耦合体系在表面增强共振拉曼散射（SERRS）猝灭过程中吸收截面的光谱变化。通过从消光截面中减去散射截面获得吸收截面。这些横截面的光谱变化进行了评估，使用一个经典的杂交模型组成的等离子体激元和分子激子，包括一个分子的多级属性。在散射和消光截面的变化表现出蓝移，其峰值能量和增加的峰值强度，分别在SERRS淬火。这些属性有效地再现在模型中，通过降低耦合能量。特别地，散射和消光截面中的峰表现为吸收截面中的峰或谷，这取决于散射损失的程度，这反映了二聚体尺寸。这些结果对于优化强耦合体系的电子激发态介导的光物理和光化学效应是有用的。
2019-02-23 physics.optics
Plasmonic and silicon spherical nanoparticle anti-reflective coatings
在过去的十年中，等离子体抗反射纳米结构已被广泛研究，以用于各种光学和光电系统，如透镜，太阳能电池，光电探测器等。随着对全电介质光子学作为替代光学技术以及等离子体的兴趣日益增长，促使我们比较基于银和晶体硅的全电介质和等离子体纳米颗粒涂层的介电特性。我们的数值模拟结果的非晶硅顶部的球形纳米粒子的周期性阵列表明，硅和银纳米粒子涂层表现出很强的抗反射性能在可见光谱范围内。在这项工作中，我们首次表明，开花效应，即零反射的结构，与硅涂层起源于干扰的电和磁偶极子的纳米粒子与从基板反射的波的响应，我们称之为基板介导的Kerker效应。对于银涂层，我们的研究结果与先前观察到的衬底诱导的双各向异性和晕，由衬底诱导的磁响应所造成的。最后，我们用数值方法显示了硅和银涂层在薄膜光伏元件中的应用的高效率，这与抑制高折射率衬底的反射和增加有源层的吸光度有关。根据纳米颗粒的尺寸，硅或银涂层更有效，并且可以实现高达30%的吸收总体增加。
2015-08-26 physics.optics
Propagation mechanism of surface-enhanced resonant Raman scattering light through one-dimensional plasmonic hotspot along silver nanowire dimer junction
我们研究了几微米的表面增强共振拉曼散射（SERRS）光通过位于等离子体纳米线二聚体（NWD）之间的一维热点（1D HS）的传播。传播表现出的属性，例如，一个有效的传播诱导的激发和检测偏振正交的1D HS长轴，由明亮的短和黑暗的长传播，SERRS光谱形状独立于本地化等离子体（LP）共振的NWD，在SERRS光谱的红移在1D HS的边缘，和相当大的NWD-由-NWD的传播长度的变化。这些属性是很好地再现基于电磁的数值计算。这些计算揭示了以下的传播机制：激发光与LP在一维HS的边缘共振耦合，和光能量被转移到两种类型的结SP模式支持短和长的传播，这些模式归因于耦合的两个SP模式的上，下分支。该机制全面阐明了上述性质。
2021-04-06 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
Quantum-Spillover-Enhanced Surface-Plasmonic Absorption at the Interface of Silver and High-Index Dielectrics
我们证明了一个意想不到的强大的表面等离子体吸收的界面处的银和高指数的电子和光子光谱的基础上。测量的吸收带宽和强度与经典理论有很大的偏差。我们的密度泛函计算很好地预测了这种现象的发生。结果表明，由于在这样的界面处的低金属-介电功函数，传导电子可以显示出剧烈的量子溢出，导致界面电子-空穴对的产生主导表面等离子体的衰减。这一发现对于理解和设计利用贵金属和高折射率金属的量子纳米等离子体器件具有根本的重要性。
2015-10-29 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Asymmetric coupling and dispersion of surface-plasmon-polariton waves on a periodically patterned anisotropic metal film
银的柱状薄膜（CTF）的形态使其成为有效的双轴各向异性连续体。银沉积在一维光栅的光致抗蚀剂的CTF表现出强烈的闪耀作用和不对称耦合的光辐射的表面等离子体激元（SPP）波传播只沿一个方向支持的CTF/光致抗蚀剂或CTF/空气界面。均匀化的CTF使用Bruggeman形式主义揭示了他们显示双曲线色散，和SPP波的色散，从而得到充分的描述。
2014-09-23 physics.optics
Enhancing diamond color center fluorescence via optimized plasmonic nanorod configuration
本文提出了一种新的数值方法，可以对任意目标函数的任意发射偶极子和等离子体纳米谐振器结构进行优化。通过选择量子效率作为必须在预选的Purcell因子标准下最大化的目标函数，已经实现了基于等离子体纳米棒的配置的优化，以增强金刚石中NV和SiV色心的荧光。基于金和银纳米棒的配置已被优化，以分别增强激发和发射，以及同时增强这两个过程，并比较了底层的纳米光子现象。已经表明，银纳米棒实现了相当大的激发增强，而由两种金属制成的纳米棒适合于增强发射。通过银纳米棒可以在两个色心的两个波长处实现更显著的改善。已经证明，源自金属介电性质的理论极限可以通过同时优化来接近，这导致由对应于发射的偏好确定的配置。与NV中心相比，在SiV中心的情况下通过两种金属实现更大的发射增强。提出了基于金和银纳米棒的结构，使得SiV中心的量子效率可以提高1.18和5.25倍，这在量子信息处理中具有潜在的应用。
2016-09-21 physics.optics
Can Copper Nanostructures Sustain High-Quality Plasmons?
银被认为是等离子体材料中的王者，因为与其他金属相比，它在可见光和红外（vis-IR）光谱区域具有低的非弹性吸收。相比之下，铜通常被认为对于等离子体激元应用而言损耗太大。在这里，我们通过实验证明了长铜纳米线（NW）的可见光-红外等离子体，其品质因数超过60的值，由空间分辨，高分辨率电子能量损失谱（EELS）测量确定。我们解释了这个违反直觉的结果，事实上，这些金属线中的等离子体激元的大部分电磁能量都在金属之外，因此，它们对材料中的非弹性损耗不太敏感。我们提出了一个广泛的一组数据上获得的长银和铜纳米线的不同直径的支持这一结论，并进一步让我们了解等离子体激元的辐射和非辐射损失所发挥的相对作用，跨越了广泛的能量下降到$<20\,$毫电子伏。在这样小的等离子体激元能量下，这些模式的热布居变得足够显著，以使得能够观察到与等离子体激元吸收事件相关联的电子能量增益。我们的研究结果支持使用铜作为一个有吸引力的廉价和丰富的材料平台，高品质的等离子体激元在细长的纳米结构。
2020-11-26 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
A copper negative index metamaterial in the visible / near-infrared
我们提出了一种在可见光/近红外波长具有负折射率的等离子体铜超材料的设计。利用数值模拟，我们证明了负折射的铜超材料棱镜，并执行参数提取技术，以验证的有效，介电常数和磁导率的符号。我们提出的设计具有与在可见光/近红外范围内工作的类似银基超材料相当的品质因数。这些发现对可见/近红外低成本等离子体激元器件和负折射率超材料的设计具有重要意义。
2011-08-22 physics.optics
Ultraconfined plasmons in atomically thin crystalline silver nanostructures
本文通过预图案化硅衬底外延沉积原子级薄晶态银纳米结构，实现了近红外区域具有高品质因子的超受限等离激元，为原子尺度纳米等离激元器件设计提供了新途径。
2023-03-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Comment on "Silver nanoparticle array structures that produce remarkably narrow plasmon lineshapes" [J. Chem. Phys. 120, 10871 (2004)]
在这篇评论中，我讨论了Zou，Janel和Schatz（ZJS）的论文“Silver nanoparticle array structures that produce extremely narrow plasmon line shapes”[J.Chem.Phys.120，10871（2004）]中的两个错误陈述。第一个陈述是关于准静态近似在我早期关于类似主题的工作中的使用，第二个陈述涉及纳米颗粒周期链中辐射弛豫的精确消除的可能性。阐明了准静态近似、偶极子近似和ZJS所采用的Doyle近似[Phys.Rev.B39，9852（1989）]之间的关系。结果表明，辐射弛豫的精确抵消不能发生在特定的几何考虑ZJS。
2005-05-26 physics.chem-ph physics.optics
Dispersion relation, propagation length and mode conversion of surface plasmon polaritons in silver double-nanowire systems
采用基于有限元法的本征模分析方法研究了银双纳米线系统中的表面等离子体激元模式。计算了系统中十个最低能量等离子体激元模的色散关系、表面电荷分布、场图和传播长度。这十个模式被分为三组，因为它们被发现分别起源于两条导线之间的双极-双极、偶极-偶极和四极-四极杂化。有趣的是，除了充分研究的间隙模式（模式1），另一种模式从组1，这是一个对称耦合的电荷模式（模式2）被发现有一个更大的群速度和更长的传播长度比模式1，建议模式2是另一个潜在的信号传输等离子体电路。方案，以有效地激发（注入）组1模式在两线系统中，也转换模式2（模式1）到模式1（模式2）的数值模拟演示。
2013-05-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Multimodal Tip-Enhanced Nonlinear Optical Nano-Imaging of Plasmonic Silver Nanocubes
等离子体尖端-样品纳米结处的光场局部化已经使得能够通过尖端增强的线性光学光谱进行高空间分辨率化学分析，包括拉曼散射和光致发光。在这里，我们说明了非线性光学过程，包括参量四波混频（4 WM），二次谐波/和频产生（SHG和SFG），和双光子光致发光（TPPL），可以增强在等离子体结和空间光谱解决同时与几nm的空间分辨率在环境条件下。更重要的是，通过对我们的光谱纳米图像的详细分析，我们发现，局部非线性信号的效率是由尖锐的尖端样品结的共振，变化在几个纳米的长度尺度，因为波纹性质的探针。即，通过TPPL跟踪以不同非线性信号为中心或周围的等离子体共振，并且发现它们选择性地增强具有紧密匹配的光学共振的非线性信号。
2021-09-29 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Mueller matrix polarimetry of plasmon resonant silver nano-rods: biomedical prospects
对纳米粒子背景下的光-物质相互作用的基本理解极大地受益于对几何依赖的可调谐局域表面等离子体共振（LSPR）的研究，并且已被证明在各个科学领域具有潜在的应用。除了光谱调谐之外，LSPR的偏振特性还可以适当地用于诸如对比度增强机制和控制参数等系统中。这样的偏振特性，如双衰减和延迟已在这里使用一种新的组合的穆勒矩阵偏振与T-矩阵矩阵的方法银纳米棒显示前所未有的控制和灵敏度的局部折射率的变化进行了研究。在恒定等体积球体半径的各种纵横比上进行的研究表明存在纵向（偶极和四极）和横向（偶极）共振;由于两个方向上的极化率的差异贡献而产生。这些共振的重叠区域和共振本身分别表现出增强的延迟和双衰减。通过纵横比从最小值跨越到最大值（在双衰减的情况下为[0，1]，在延迟的情况下为[0，π]），这些偏振参数的光谱和振幅可调谐性呈现了一个新颖的结果，该结果可用于定制用于生物介质研究的系统。另一方面，双衰减倾角的高灵敏度（由极化率的相等贡献引起）可能用于介质表征和生物传感或生物成像研究。
2012-10-31 physics.optics
Quantum plasmonic N00N state in a silver nanowire and its use for quantum sensing
近年来，随着等离子体激元的使用，在纳米尺度上控制光的量子态已经成为可能。在这里，已经提出了许多类型的纳米光子器件和应用，它们利用量子光学效应，尽管存在固有的损耗。一个关键的例子是量子等离子体传感，它提供了超过经典极限的灵敏度，使用纠缠N00N状态和它们的概括在一个紧凑的系统操作低于衍射极限。在这项工作中，我们实验证明了两个等离子体纠缠态N00N（N=2）在银纳米线的激发和传播，并评估我们的系统进行量子传感的性能。偏振纠缠光子对在银纳米线中被转换成等离子体激元，其在5 μ m的距离上传播并重新转换回光子。对等离子体激元系统的全面分析发现，高质量的纠缠始终保持不变。我们通过符合测量测量了纠缠态的特征超分辨相位振荡。我们还确定了在我们的设置中的各种损失来源，并展示了如何在原则上减轻它们，以达到超越经典传感极限的超灵敏度。我们的研究结果表明，极化纠缠可以保持在等离子体纳米线和传感与量子优势是可能的适度的损失。
2018-10-08 physics.optics quant-ph
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
Lasing in an Assembled Array of Silver Nanocubes
本文提出利用银纳米立方体胶体组装实现基于表面晶格共振的等离激元纳米激光器，在非完美排列下仍实现低阈值、窄线宽激光发射，可大规模集成于诊断、光子电路和光通信。
2024-12-17 physics.optics
Resonant surface plasmons of a metal nanosphere can be considered in the way of propagating surface plasmons
假设球形纳米粒子上的共振表面等离子体是由两个沿表面反向传播的表面等离子体波的驻波形成的，通过Mie理论模拟，我们发现银纳米球支撑的表面等离子体共振模的色散与半无限介质-银界面上的表面等离子体模的色散非常匹配。这表明金属纳米球的共振表面等离子体可以被视为传播的表面等离子体波。
2014-12-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Beyond single-crystalline metals: ultralow-loss silver films on lattice-mismatched substrates
高品质因数等离子体激元器件是纳米光子学、量子计算和传感领域中的关键部件。这些器件中的大多数需要在非晶格匹配或透明的非晶衬底上制造。等离子体激元器件品质因数主要由金属-衬底系统的欧姆损耗、晶界处的散射损耗和平面内等离子体激元散射损耗来定义。在这里，我们展示了沉积技术，电子束蒸发超低损耗的银薄膜上的透明晶格失配基板。这个过程是基于进化选择生长。我们的方法的关键特征是在冷却的衬底上沉积的明确控制，自结晶和随后的退火，用于精确的应力松弛，促进进一步的晶粒生长。我们能够沉积100纳米厚的超平多晶银薄膜，具有微米级晶粒和超低的光学损耗。最后，我们展示了超高品质因数等离子体纳米银透明晶格失配衬底上的外延银。这对于高性能或单分子光学传感器应用可能具有极大的兴趣。
2022-10-27 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Dielectric microsphere coupled to a plasmonic nanowire: A self-assembled hybrid optical antenna
混合介观结构可以将介电光学共振与等离子体激元极化激元结合起来，在芯片级纳米光通信和传感中具有重要意义。这项实验研究展示了如何将荧光微球耦合到银纳米线上，作为远程激发的光学天线。为了实现这种结构，自组装方法被用来耦合荧光二氧化硅微球到一个单一的银纳米线。通过在纳米线的一端激发传播的表面等离子体激元，实现了微球的斯托克斯位移回音壁模式（WGM）的远程激发。使用傅立叶平面光学显微镜研究了WGM介导的荧光发射，并对天线的极向和方位发射角进行了量化。有趣的是，银纳米线的厚度被证明有直接的分支上的角发射模式，从而提供了一个设计参数来调谐天线特性。此外，通过采用三维数值模拟，电近场的微球和纳米线之间的间隙结映射，和纳米线耦合到微球的模式被识别。这项工作提供了一种自组装的光学天线，结合了介电光学共振与传播等离子体激元，并可以利用在混合非线性纳米光子学和单分子遥感。
2019-10-09 physics.optics
Electromagnetic enhancement of one-dimensional plasmonic hotspots along silver nanowire dimer examined by ultrafast surface enhanced fluorescence
本研究利用超快表面增强荧光技术直接推导银纳米线二聚体中一维热点的电磁增强光谱，结合数值计算与相位分析，揭示了偶极-四极耦合亚辐射等离激元是直径大于80nm二聚体产生电磁增强的主导机制。
2023-10-06 physics.optics quant-ph
Coupled-Plasmon-Controlled Transmission in Distributed Bragg Structures
利用有限元方法研究了周期调制金属-绝缘体-金属（MIM）光栅中等离子体介导的传输。我们计算的本征模的银-二氧化硅-银保形涂层顶部的阵列的紧密包装的二氧化硅棒，并将它们与消光和传输特性的结构。我们观察到有效的耦合碰撞平面波间隙等离子体激元模式，允许控制的带宽和强度的透射辐射。
2013-05-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
