Plasmonic Hot Spots in Triangular Tapered Graphene Microcrystals
最近，石墨烯中的等离子体激元已被实验观察到使用散射扫描近场光学显微镜。在本文中，我们开发了一个简化的分析方法来描述三角形样本的行为。用短程相互作用代替库仑相互作用，问题就简化为亥姆霍兹方程，可以进行解析处理。我们证明，即使我们的简化，系统仍然表现出在实验中看到的关键功能。
2013-09-07 cond-mat.mes-hall
Local Electron Beam Excitation and Substrate Effect on the Plasmonic Response of Single Gold Nanostars
我们在高分辨率扫描电子显微镜中进行阴极发光（CL）光谱和成像，以局部和选择性地激发和研究硅衬底上的多分支金纳米星的等离子体性质。这种方法使我们能够以几纳米的空间分辨率映射来自纳米星的光学态的局部密度。我们解决在空间和光谱域，不同的等离子体模式与纳米星。时域有限差分（FDTD）的数值模拟进行支持的实验观察。我们研究了衬底对这些形状复杂的纳米星的等离子体性质的影响。强大的CL-FDTD组合有助于我们了解基底对支化纳米颗粒等离子体响应的影响。
2013-06-21 cond-mat.mes-hall
`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
Direct Observation of Infrared Plasmonic Fano Antiresonances by a Nanoscale Electron Probe
University of Washington（华盛顿大学）；University of Notre Dame（圣母大学）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；University of Tennessee, Knoxville（田纳西大学）
利用高分辨STEM技术，研究了单个纳米结构盘-杆双体中的红外等离子体法诺反共振，展示了电子能损谱与理论建模结合的方法及其在纳米等离子体响应观测中的能力。
2019-09-25 cond-mat.mes-hall
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
Disentangling cathodoluminescence spectra in nanophotonics: particle eigenmodes vs transition radiation
在电子显微镜中进行的阴极发光光谱已被证明是用于分析等离子体和介电纳米结构的近场和远场光学响应的通用工具。然而，在解释共振纳米粒子记录的光谱时，电子碰撞产生的跃迁辐射往往被忽略。在这里，我们表明，实验和理论上，过渡辐射本身可以产生不同的共振，这取决于粒子内的电子束的飞行时间，可以导致建设性或相消干涉的时间。叠加在本征模式的调查结构，这些共振可以扭曲记录的频谱，并导致潜在的错误分配的模态特征的频谱特征。我们开发了一个直观的类比，有助于区分这两种贡献。作为一个例子，我们专注于硅纳米球的情况下，并表明我们的分析有利于明确的解释米氏共振纳米粒子的实验测量。
2022-03-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Direct observation of near-field induced resonant electron tunneling in a sub-nanometer plasmonic gap
纳米结构的局域表面等离子体共振（LSPR）激发和等离子体纳米腔中的电荷转移在纳米级光电子学和等离子体器件的应用中起着核心作用。然而，近场诱导电荷转移的直接观察仍然是一个具有挑战性的实验。在这里，我们提出了LSPR辅助共振电子隧穿从Ag或Au针尖的图像电位状态的Ag（111）表面使用扫描隧道显微镜（STM）。LSPR辅助隧穿过程导致带隙中场发射共振（FER）的红移与入射光子能量相关。使用的STM结中的间隙距离的精确控制，我们展示了调谐的相对贡献，从LSPR辅助和正常的STM电子隧穿过程。此外，表面上的局部缺陷的FER强度映射允许在有和没有激光激发的情况下明确地分配相应的FER水平。
2018-05-09 cond-mat.mes-hall
Chiral optical Local Density of States in spiral plasmonic cavity
我们介绍了一种新的范例：螺旋等离子体纳米结构中的手征电磁局域态密度（LDOS）。在经典和量子制度，我们揭示了使用扫描近场光学显微镜（NSOM）结合自旋分析，螺旋腔具有自旋相关的本地光学模式。我们希望这项工作能够为未来的量子等离子体器件的发展带来有希望的方向，突出手性在量子信息处理中的潜力。
2016-11-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Selectively addressing plasmonic modes and excitonic states in a nanocavity hosting a quantum emitter
理解和控制量子发射体的激子态与纳米腔的等离子体激元模式之间的相互作用是当前最相关的科学挑战之一，是从量子信息处理设备到极化激元催化剂的许多应用开发的关键。在本文中，我们证明了封闭在金属表面和扫描隧道显微镜的尖端之间的等离子体纳米腔中的C60纳米晶体的隧道电致发光，并且通过薄NaCl膜与金属表面隔离，可以从宽发射光谱（揭示腔的等离子体模式）切换到窄带发射，通过改变施加到所述结的偏置电压来仅显示所述C60分子的激子态。等离子体激元发射被发现在相同的电压区域中的非弹性隧道跃迁的速率是大的，因此，消失的大电压。激子发射，另一方面，占主导地位的光谱在高电压区，其中的非弹性率低，表明激子不能创建一个非弹性隧道过程。这些结果指出了新的可能机制来解释量子发射体的隧道电致发光，并为开发电可调纳米级光源提供了新的途径。
2022-06-30 cond-mat.mes-hall
Enhanced plasmonic absorption in spontaneous nanocomplexes of metal nanoparticles with surface modified HPHT nanodiamonds
本研究系统探究金/银纳米颗粒与表面改性HPHT纳米金刚石自发形成复合物，发现低金属浓度下等离激元吸收可增强124%，并提出电荷重分布与干涉效应的竞争模型。
2025-03-26 cond-mat.mes-hall
Probing correlated states with plasmonic origami
理解平带材料（如莫尔异质结构）中强关联态的性质是实验和理论研究的前沿。虽然磁输运、扫描探针和光学技术在研究潜在有序的性质方面往往非常成功，但基态的确切性质往往仍然未知。在这里，我们建议利用强的光-物质耦合存在于平带系统中，通过动态介电响应深入了解多体基态的结构。我们认为，由于相关性所产生的系统的有效晶格的扩大，传统的长程等离子体变得“折叠”，产生多波段等离子体光谱。我们详细介绍了几种机制，通过这些机制，等离子体激元光谱的结构和动态介电响应的结构容易受到潜在的秩序揭示有价值的见解，如相互作用驱动的带隙，自旋结构和秩序周期性。
2022-12-02 cond-mat.mes-hall
Ultrafast and Nanoscale Plasmonic Phenomena in Exfoliated Graphene Revealed by Infrared Pump-Probe Nanoscopy
抽运-探测光谱是探索基本激发、集体模式和能量转移过程的超快动力学的核心。通常使用传统的衍射限制光学进行，泵浦-探测实验固有地对局部化学、成分和电子不均匀性进行平均。在这里，我们规避这一缺陷，并介绍泵浦探测红外光谱与~20 nm的空间分辨率，远低于衍射极限，这是使用散射扫描近场光学显微镜（S-SNOM）完成。这种技术使我们能够在技术上显著的中红外（MIR）频率下研究SiO2上的剥离石墨烯单层，其中局部光学电导率通过经由s-SNOM尖端的表面等离子体激元的激发而变得实验上可访问。在近红外（NIR）频率下的光泵浦促使200飞秒（fs）时间尺度上的等离子体行为发生明显变化。泵诱导的，增强的等离子体响应的起源被确定为有效电子温度增加到几千开尔文，直接从与等离子体共振相关的Drude重量推导。
2014-02-24 cond-mat.mes-hall
Photothermoelectric effects and large photovoltages in plasmonic Au nanowires with nanogaps
纳米结构的金属受到局部光学询问可以产生开路光电压，潜在地用于能量转换和光电探测。我们报告了一项研究的光电压作为一个功能的照明位置在单一的金属金纳米线和纳米线形成的电迁移的纳米间隙。我们使用激光扫描显微镜通过激发局部等离子体共振和直接吸收来局部加热金属纳米结构。在没有纳米间隙的纳米线中，电荷传输是扩散的，我们观察到与热电性一致的电压分布，局部塞贝克系数取决于纳米线的宽度。在具有纳米间隙的纳米线中，电荷传输是通过隧穿进行的，我们观察到高达数十mV的大的光电压，其幅度、极化依赖性和空间定位遵循纳米间隙中的等离子体共振。这与由非平衡态、等离子体激元激发后产生的“热”载流子所携带的跨纳米间隙的光电流的模型一致。
2017-04-25 cond-mat.mes-hall
Bismuth plasmonic antennas
本文实验证明铋等离子体天线的形状和尺寸可调谐其局域表面等离子体共振，且铋具有与金几乎相同的色散关系，是金的低成本替代品。
2025-04-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Tomography of particle plasmon fields from electron energy loss spectroscopy
本文从理论上研究了金属纳米粒子在光频域的电子能量损失谱。使用准静态近似方案与等离子体激元本征模展开，我们表明，EELS可以重新措辞的层析成像问题。对于选定的单一和耦合的纳米粒子，我们提取的三维等离子体场从旋转EELS地图的集合。我们的研究结果铺平了道路，一个完整的三维等离子体场层析成像，并建立EELS等离子体的定量测量装置。
2013-08-02 cond-mat.mes-hall
Lead nanoparticles, the deep-ultraviolet to near-infrared plasmonic platform
Brno University of Technology（布尔诺理工大学）；Central European Institute of Technology（中欧技术研究所）
研究铅纳米颗粒在等离子体应用中的性能，通过扫描透射电子显微镜和电子能量损失谱评估其光学性质，发现其支持从近红外到深紫外的局域表面等离子体共振，具有作为多光谱等离子体平台的潜力。
2026-07-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Characterizing localized surface plasmons using electron energy-loss spectroscopy
电子能量损失谱（EELS）提供了一个窗口，查看纳米级的性能和过程。当在扫描透射电子显微镜中进行时，EELS可以同时呈现具有亚纳米空间分辨率的纳米级物体的图像，并将它们与$\sim10 - 100$ meV光谱分辨率的光谱信息相关联。因此，EELS是一个近乎完美的工具，用于理解单个和少粒子等离子体金属纳米粒子组装体的光学和电子特性，这在广泛的领域中是重要的。本文综述了基本等离子体激元和EELS理论的概述，并强调了最近几个值得注意的实验，涉及等离子体激元金属纳米粒子系统的电子束审讯。
2015-10-16 cond-mat.mes-hall
Single-photon emission mediated by single-electron tunneling in plasmonic nanojunctions
最近的扫描隧道显微镜（STM）实验报道了由STM针尖和衬底形成的纳米等离子体腔中的隧穿电流诱导的单分子荧光，腔模的电场与电流诱导的分子电荷涨落耦合，使模激发。我们从理论上研究了该系统的实验相关限制的大阻尼率$κ$的腔模式和任意耦合强度的单电子水平。我们发现，当偏压接近光子发射的第一非弹性阈值时，所发射的光表现出反聚束行为，二阶光子关联函数消失。同时，发射光的电流和强度在腔频率$ω_c$的倍数处显示Franck-Condon阶跃，其宽度由$κ$而不是温度$T$控制。对于大的偏置电压，我们预测强光子聚束的顺序的$κ/Γ$其中$Γ$是电子隧穿率。因此，我们的理论预测，强耦合到一个单一的水平允许电流驱动的非经典光发射。
2019-10-30 cond-mat.mes-hall
Inelastic Light Scattering in the Vicinity of a Single-Atom Quantum Point Contact in a Plasmonic Picocavity
本研究结合低温光学STM实验与含时密度泛函理论，揭示皮腔中单原子QPC形成时原子结构弛豫对等离子体场和TERS振动信号的突变影响。
2023-12-11 cond-mat.mes-hall
Spin Coated Plasmonic Nanoparticle Interfaces for Photocurrent Enhancement in Thin Film Si Solar Cells
贵金属的纳米颗粒（NP）阵列通过入射电磁场与金属的自由电子等离子体之间的共振相互作用强烈吸收可见光至红外波长的光。这种等离子体界面增强了太阳能电池中的光吸收和光电流。我们报告了一种具有成本效益和可扩展的室温/压力旋涂路线制造宽带等离子体界面组成的银纳米粒子。NP界面产生光电流增强（PE）在薄膜硅器件高达200%，这是显着大于以前报道的值。对于由含有平均直径为40 nm的颗粒的Ag纳米油墨产生的涂层，观察到7%的最佳NP表面覆盖率。界面形态的扫描电子显微镜显示，对于低表面覆盖率，颗粒分离良好，导致宽带PE。在较高的表面覆盖度，形成的颗粒串和集群造成红移的PE峰和较窄的光谱响应。
2013-09-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Modeling of Plasmonic and Polaritonic Effects in Photocurrent Nanoscopy
本文提出一个建模框架，分析二维材料光电流纳米显微术中的光热、光伏和测辐射热贡献，揭示不同条件下主导机制的转变，并解释边缘条纹振荡及其与近场光学显微术的谱关系。
2023-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Revealing Wavelength- and Size-Dependent CO2 Reduction Selectivity via Operando Scanning Photo-Electrochemical Microscopy
École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院）；Institute of Chemical Research of Catalonia (ICIQ-CERCA), The Barcelona Institute of Science and Technology（加泰罗尼亚化学研究所（ICIQ-CERCA），巴塞罗那科学与技术研究院）；Scuola Superiore Meridionale（南方高等学院）；Rensselaer Polytechnic Institute（伦斯勒理工学院）
本研究利用操作扫描光电化学显微镜直接证明，通过调节光子能量可切换等离子体催化CO2还原的选择性，并发现纳米结构尺寸通过热载流子传输调控选择性。
2026-06-08 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Quantum plasmonics: second-order coherence of surface plasmons launched by quantum emitters into a metallic film
我们解决的问题，单表面等离子体激元的量子光源发射到扩展的金膜的二阶相干性。量子光源由扫描荧光纳米金刚石制成，拥有五个氮空位（NV）色心。通过使用一个专门设计的显微镜，结合近场光学与远场泄漏辐射显微镜在傅立叶空间和适应的空间滤波，我们发现，光的初始源的量子统计被保存后转换为表面等离子体激元和传播沿多晶金膜。
2012-06-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Impurity assisted nanoscale localization of plasmonic excitations in graphene
使用确定随机相位近似内的非局部介电响应的实空间理论，计算原始和杂质掺杂的石墨烯的等离子体激元模式。一个完整的对角化的极化运营商进行，允许提取其所有极点。它演示了如何杂质诱导形成的本地化模式是不存在的原始石墨烯。讨论了局域等离子体激元的空间调制和频率对电子填充和杂质强度的依赖关系。此外，它示出的化学势和杂质强度可以调谐到控制的局域模式的目标功能。这些预测可以通过扫描隧道显微镜实验进行测试。
2010-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Graphene Plasmons in Triangular Wedges and Grooves
在衍射极限以下有效地引导电磁辐射的能力在全光等离子体电路的前景中是至关重要的。在这里，我们提出了一种替代解决方案，传统的金属基等离子体，利用深亚波长的限制和可调谐性的石墨烯等离子体沿石墨烯覆盖的介电楔或槽的顶点引导。特别是，我们提出了一个准解析模型来描述在这样的系统中的等离子体激元本征模，包括其光谱和相应的感应电势和电场分布的完整的确定。我们已经发现，楔形/凹槽石墨烯等离子体激元的色散遵循与它们的平坦石墨烯等离子体激元对应物相同的函数依赖性，但是现在通过（纯粹）几何因子缩放，其中包含关于系统几何形状的所有信息。我们相信，我们的研究结果为基于最近发现的二维材料开发新型定制光子器件，用于亚波长波导和光的局部化铺平了道路。
2016-11-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Clip-on lens for scanning tunneling luminescence microscopy
本研究提出一种可原位加装在现有扫描隧道显微镜上的夹式收集透镜，利用近隧道结的全数值孔径实现高发光收集效率，可快速将带光学通路的装置改造为扫描发光显微镜，并通过金、银的相关光学测量验证了其功能。
2024-05-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmonic Dirac Cone in Twisted Bilayer Graphene
我们讨论了费米能级位于带隙内时，有偏压的扭曲双层石墨烯的等离子体激元。集体激发是完全由出现在AB-BA界面处的拓扑电子边缘态（EES）中的激发组成的手征边缘等离子体激元（CEP）网络。CEP形成具有唯一能量标度$ε_p=\frac{e^2}{ε_0εt_0}$的六边形网络，其中$t_0$为莫尔晶格常数，$ε$为介电常数。从介电矩阵，我们得到的等离子体激元光谱，具有两个主要特征：（i）发散的状态密度在零能量，和（ii）存在的等离子体狄拉克锥在$\hbarω\simε_p/2$与声速$v_D=0.0075c$，这是由锯齿形和扶手椅电流振荡形成。一个网络模型表明，等离子体激元带的反对称性意味着CEP散射在六边形顶点最大的偏转手征出射方向，与电流比为4/9到每个偏转方向和1/9到前一个。我们表明，扫描近场显微镜应该能够观察到预测的等离子体狄拉克锥和对称性破缺相。
2020-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of lateral tip motion on multifrequency atomic force microscopy
在原子力显微镜（AFM）中，悬臂的尖端顶点相对于垂直方向（$θ_{i}$）移动的角度由探针支架的倾斜度以及悬臂和致动本征模$i$的几何形状决定。即使$θ_{i}$对静态和单频AFM的影响是已知的（增加有效弹性常数，样品各向异性的灵敏度等），在多频力显微镜中使用的更高的本征模导致尚未充分探讨的额外的影响。在这里，我们使用开尔文探针力显微镜（KPFM），以调查如何$θ_{i}$不仅影响信号的幅度和相位，但也可能导致的行为，如不稳定的KPFM电压反馈回路。我们发现，较长的悬臂梁和修改后的样品方向提高电压反馈回路的稳定性，即使变化的扫描参数，如悬臂振动幅度和升降机高度不。
2017-07-19 cond-mat.mes-hall
Probing the local density of states in three dimensions with a scanning single quantum emitter
它们的内在性质使单量子系统成为量子增强传感和显微镜的理想工具。作为额外的益处，它们的尺寸通常在原子尺度上，这使得能够以非常高的空间分辨率进行感测。在这里，我们报告利用一个单一的氮空位中心纳米金刚石进行三维扫描探针荧光寿命成像显微镜。通过测量单个发光体寿命的变化，获得了纳米尺度上的局域光态密度信息。这种收集光态局部密度信息的技术对于理解基本量子光学过程以及新型光子和等离子体器件的工程设计都很重要。
2013-03-04 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Giant near-field nonlinear electrophotonic effects in an angstrom-scale plasmonic junction
Institute for Molecular Science, National Institutes of Natural Sciences（国立自然科学研究所分子科学研究所）；Graduate Institute for Advanced Studies, SOKENDAI（综合研究大学院大学）
通过亚埃尺度等离子体接合处实现低电压下的巨量近场非线性电光效应增强。
2025-11-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Single Photon Emission from a Plasmonic Light Source Driven by a Local Field-Induced Coulomb Blockade
量子控制的一个标志是在纳米尺度上操纵量子发射的能力。通过扫描隧道显微镜诱导发光（STML），我们能够产生源于非弹性隧穿过程中发生在几纳米厚的C $_{60}$分子膜沉积在Ag（111）的等离子体光。非激子起源的单光子发射发生在十分之一纳秒或更短的1/ $e$寿命，如通过Hanbury Brown和Twiss光子强度干涉测量法所示。我们对Ag-C $_{60}$ -tip体系的电子结构进行了紧束缚计算，得到了与实验符合较好的结果。隧穿通过电场诱导的C $_{60}$ LUMO带以下的分裂态发生，这导致库仑阻塞效应和单光子发射。分裂状态的使用被证明是一种通用的技术，具有特殊的相关性，窄带材料具有较大的带隙。
2019-10-02 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
Fluorescent single-molecule STM probe
本文提出将STM针尖功能化修饰单个荧光分子，利用隧道电流激发分子阴离子产生窄线发射，证明了发射峰宽度和能量可分别探测trion-等离激元耦合强度及静电环境，并理论解释了分子与针尖接触不猝灭辐射的机制。
2023-11-28 cond-mat.mes-hall
Sculpting the plasmonic responses of nanoparticles by directed electron beam irradiation
功能纳米结构中物质的空间限制将这些系统推向了纳米科学的最前沿，既作为奇异物理和量子现象的游乐场，又在包括等离子体、光电子和传感在内的多种应用中。与此同时，单色电子能量损失谱（EELS）的出现使得能够探索单个纳米颗粒内的局部纳米等离子体功能和纳米颗粒组装体的集体响应，从而深入了解相关机制。然而，等离子体纳米结构的现代合成工艺通常限于可访问的几何形状和材料的类型，并且即使如此，也限于数十nm量级的空间精度，从而排除了对结构-性质关系的关键方面的直接探索。在这里，我们使用扫描透射电子显微镜（STEM）的原子大小探针来执行纳米颗粒配置的精确雕刻和设计。此外，使用低损耗（EELS），我们提供了动态分析的等离子体激元响应的演变过程中的雕刻过程。我们表明，在纳米粒子的自组装系统中，单个纳米粒子可以选择性地去除，重塑或以纳米级分辨率任意图案化，有效地修改空间和能量域中的等离子体响应。这一过程大大增加了设计的可能性，并为任意结构的开发提供了机会，这最终是纳米光子设计的关键。纳米雕刻又给电子显微镜带来了另一种能力。
2021-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
GaAs droplet quantum dots with nanometer-thin capping layer for plasmonic applications
我们报告的生长和光学特性的液滴GaAs量子点与超薄（11 nm）的覆盖层。为了实现这样的结果，在生长过程中引入内部热加热步骤，并通过扫描电子显微镜和原子力显微镜研究其在所获得的量子点的形态特性中的作用。在低温下的光致发光测量表明，在近红外波长处，单量子点的光稳定，尖锐和明亮的发射。考虑到它们的光学性质的质量和与表面的接近度，这样的发射器是用于研究近场效应（如与等离子体模式的耦合）的理想候选者，以便强烈地控制发射的方向性和/或自发发射率（量子光子应用的关键参数）。
2017-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Leakage radiation microscopy of surface plasmons launched by a nanodiamond-based tip
薄的金膜的泄漏辐射显微镜展示了附接到光学尖端的顶点上的荧光金刚石纳米颗粒的集合作为有效的近场表面等离子体激元发射器的能力。在近场扫描光学显微镜中实现基于纳米金刚石的尖端将允许对发射位置进行精确控制，从而为扫描等离子体开辟道路。
2011-06-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Manipulating Acoustic and Plasmonic Modes in Gold Nanostars
在这方面的贡献等离子体激元的边缘模式和呼吸声模式在金纳米星（AuNS）的实验证据。AuNS是在一个无表面活性剂，一步湿化学方法合成。AuNS的光学消光测量证实了局部表面等离子体共振（LSPRs）的存在，而扫描透射电子显微镜（STEM）中的电子能量损失谱（EELS）显示了LSPRs的空间分布，并揭示了声呼吸模式的存在。由于光学活性边缘偶极模式，在尖锐尖峰的顶点处产生的等离子体热点允许局部场、热电子注入的显著强度增强，并且因此可用于小蛋白质分子的尺寸检测。从纳米星的顶点观察到的呼吸模式被确定为受激暗模式-它们具有声学性质-并且可能起源于纳米结构的几何边界对表面等离子体的限制。这两种类型的模式的存在进行了验证，通过数值模拟。这两种模式都提供了设计基于AuNS的纳米等离子体天线的可能性，其可以使用两步分子检测过程提供关于生物分子的质量和极化率的信息。
2019-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Plasmonic Nanoparticle-in-nanoslit Antenna as Independently Tunable Dual-Resonant Systems for Efficient Frequency Upconversion
East China Normal University（华东师范大学）；Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）
本文研究了等离子体纳米粒子-纳米沟槽天线的双共振特性，通过独立调节中红外和可见光共振，提升非线性过程效率，发现新的共振模式以增强上转换效率。
2025-07-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
Apparent Zero-Momentum Signals from Magnon--Magnon Interference in Near-Field Spin-Wave Imaging
Laboratoire Albert Fert, CNRS, Thales, Université Paris-Saclay（阿尔贝·费尔特实验室，法国国家科学研究中心，泰雷兹集团，巴黎萨克雷大学）；Lab-STICC, CNRS UMR 6285, Université de Bretagne Occidentale（STICC实验室，法国国家科学研究中心联合研究单位6285，布列塔尼西部大学）
本文通过近场自旋波成像实验证明，表观零动量信号源于磁振子干涉，而非本征模式，并提出干涉场谱框架以识别纳米磁振子器件中的散射过程。
2026-09-10 cond-mat.mes-hall
Longitudinal Eigenvibration of Multilayer Colloidal Crystals and the Effect of Nanoscale Contact Bridges
研究了具有可控层厚的胶体晶体的纵向接触振动。这些晶体由直径为390 nm的聚苯乙烯球组成，排列成紧密堆积的有序晶格，厚度为1至12层。利用激光超声，激发出具有面外运动的晶体的本征模。胶体晶体中的颗粒-衬底和有效层间接触刚度提取使用离散的，耦合的振荡器模型。提取的刚度与接触的扫描电子显微镜图像和去除球体后的衬底表面形貌的原子力显微镜表征相关。纳米厚度的固体桥被发现急剧改变的接触的刚度，和他们的存在被发现是依赖于自组装过程。本征模品质因数的测量表明，能量泄漏到基板中起着作用的低频模式，但克服了无序或材料引起的损失在较高的频率。这些发现有助于进一步理解的接触力学，以及在三维微米和纳米颗粒系统的无序的影响，并打开新的途径，工程师的新型微和纳米结构材料的波剪裁功能，通过控制的粘合剂接触性能。
2018-10-09 cond-mat.mes-hall
Imaging Stacking-Dependent Surface Plasmon Polaritons in Trilayer Graphene
利用散射型扫描近场光学显微镜（s-SNOM）对ABA（Bernal）和ABC（菱面体）两种堆叠顺序的三层石墨烯（TLG）进行了纳米红外（IR）成像研究。利用在中红外波段工作的s-SNOM，我们在实空间中映射了ABA-TLG和ABC-TLG的表面等离子体激元（SPPs），它们可以通过电子门控进行调谐。通过对等离子体成像数据的定量建模，我们发现ABA-TLG的等离子体波长显著大于ABC-TLG的等离子体波长，导致相当大的阻抗失配，因此在ABA/ABC横向结处产生强等离子体反射。进一步的分析表明，这两种类型的TLG的不同的等离子体激元响应直接与它们的电子结构和载流子性质有关。我们的工作揭示了TLG的堆叠依赖的等离子体响应背后的物理机制，并揭示了TLG和ABA/ABC结在IR等离子体和平面纳米光学中的未来应用。
2023-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Plasmon-Enhanced Photoresponse of a Single Silver Nanowire and its Networked Devices
光测辐射热效应在采用具有纳米尺度特征的金属电极的光电结构和器件中是至关重要的，这是由于等离子体激元场增强引起的加热。一种特殊的情况是单个银纳米线（Ag NW）和它们的网络。Ag NW-网络表现出优异的热、电和机械性能，为光电子器件中使用的普通柔性透明电极材料提供了简单而可靠的替代品。迄今为止，还没有关于银纳米线的光响应的报道。在这项工作中，我们表明，一个单一的银纳米线和网络，这样的银纳米线具有显着的，固有的光响应由于光测辐射热效应，直接观察和测量使用扫描光电流显微镜。在接触金属处产生的表面等离子体激元（SPP）或在金属-金属结构处产生的等离子体激元在等离子体激元场增强是可能的结处引起加热。银纳米线的局部加热导致由于测热效应的负光电导。在这里，由于等离子体增强塞贝克效应的开路响应记录在NW-金属接触结。发现通过用银纳米颗粒装饰银纳米线，SPP辅助的测辐射热效应进一步增强。这些观察结果与金属纳米线在等离子体应用中的使用有关，特别是在光电子学中。我们的发现可能为等离子体激元传感铺平道路，而无需光谱检测。
2022-01-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Quantum electrodynamics description of localized surface plasmons at a metal nanosphere
基于由电磁场、描述等离子体激元的振荡器和描述等离子体激元以外的激发的储层组成的微观模型，提出了金属纳米球中局域表面等离子体激元（LSP）的正则量子化方案.这个完全量子电动力学理论的本征模显示出一个光谱，包括辐射去极化和加宽，包括从准静态LSP模式的红移，随着颗粒尺寸的增加。这些光谱配置文件正确匹配与精确的经典电动力学（米氏理论）。本方案提供了在近场和远场区域中的每个等离子体激元的电场，从而证明了其在量子等离子体激元学和纳米光学领域中的实用性。
2021-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Quantum theory of plasmon polaritons in chains of metallic nanoparticles: From near- to far-field coupling regime
我们开发了一个量子理论的等离子体激元链的金属纳米粒子，描述近场和远场粒子间的距离，包括等离子体光子Umklapp过程。考虑到纳米粒子之间的长程偶极-偶极相互作用的延迟效应，这是由等离子体自由度耦合到光子连续引起的，我们揭示了系统的正常模式的极化激元性质。我们计算的色散关系和辐射线宽，以及本征模的群速度，并比较我们的数值结果经典电动力学计算内的点偶极子近似。有趣的是，极化激子激发的群速度呈现出几乎周期性的符号变化，并且被发现通过修改纳米颗粒之间的间距是高度可调的。我们表明，远离与自由光子色散的等离子体本征频率的交叉点，光-物质相互作用的解析微扰处理与我们完全延迟的数值计算非常吻合。通过对Hopfield系数的分析，我们进一步定量地研究了光激发和物质激发的杂化。最后，我们考虑无限间距的纳米粒子的限制，并讨论了一些最近的结果，可以在文献中找到的单个纳米粒子。
2021-09-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
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
Investigation of plasmonic evolution of atomically size-selected Au clusters by electron energy loss spectrum--from solid state to molecular scale
当金属纳米颗粒的尺寸大大减小时，描述自由电子集体振荡的等离子体激元出现了多种量子模式。与传统的纳米尺度研究不同，量子等离子体的理解需要对纳米颗粒进行极端的原子控制，要求对一系列具有原子可调原子数的纳米颗粒进行尺寸相关的等离子体测量。在这里，我们报告的N原子大小选择的金粒子与N= 100 - 70000使用电子能量损失（EEL）光谱在扫描透射电子显微镜的N依赖等离子体演化。的EEL映射分配的功能在2.7 eV的体等离子体激元和另一个在2.4 eV的表面等离子体激元，其演变揭示了三个制度。当N从70000减小到887时，体等离子体激元保持不变，而表面等离子体激元表现出从2.4到2.3 eV的轻微红移。这可以通过经典等离子体激元物理和电子边界散射引起的延迟的优势来理解。当N从887进一步减小到300时，体等离子体完全消失，表面等离子体出现稳定的蓝移，表明量子限域出现并改变了带内跃迁。当N为100 ~ 300时，等离激元分裂为三个精细特征，这是由含时密度泛函理论计算的类分子量子化能级之间的叠加单电子跃迁引起的.表面等离子体激元的激发比具有与N（N^0.669）指数相关的标度律，基本上是半径的平方。从而展示了从经典到量子的分子等离激元的统一演化图景。
2020-03-25 cond-mat.mes-hall physics.atm-clus physics.optics
Influence of experimental conditions on localized surface plasmon resonances measurement by electron energy loss spectroscopy
在过去的15年里，扫描透射电子显微镜（STEM）结合电子能量损失谱（EELS）已经成为一种标准技术，以纳米空间和足够的能量分辨率映射局部表面等离子体共振。然而，没有实验工作讨论的影响，在测量过程中的实验条件已经公布到现在。我们提出了一个实验研究的影响，初级光束的能量和收集半角的等离子体共振测量的STEM-EELS。为了探索这两个实验参数的影响，我们研究了一系列的黄金棒和黄金蝴蝶结和空竹天线。我们讨论的实验特性，这是很重要的成功检测的等离子体激元峰EELS，即：等离子体激元信号的强度，信号与背景的比率，和信号的零损失峰的比率的影响。我们表明，最好的结果是使用一个中等的初级束能量，在我们的情况下，120千电子伏，和一个任意的收集半角，因为它不是一个关键参数，在这个初级束能量。我们的指导性概述将有助于等离子体领域的显微镜学家安排他们的实验。
2020-02-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Tip-and plasmon-enhanced infrared nanoscopy for ultrasensitive molecular characterizations
我们提出了一种新的方法，用于超灵敏的红外（IR）振动光谱的分子与纳米足迹相结合的尖端增强的散射型扫描近场光学显微镜（s-SNOM）和等离子体增强的呼吸模式（BM）等离子体共振的石墨烯纳米盘（GNDs）。为了证明这一点，我们开发了一种定量模型，能够准确计算纳米级样品的s-SNOM信号。通过我们的建模，我们表明，s-SNOM尖端可以有效地激发栅极可调谐BM等离子体共振在GNDs与强场增强和灵敏的依赖于GND的大小。此外，我们证明了尖端激发的等离子体BM的强电场可以强烈增强分子的红外振动模式。因此，通过s-SNOM可以容易地观察到尺寸低至1- 2nm的单个分子颗粒的IR振动特征。我们的研究揭示了未来的超灵敏红外生物传感，同时利用尖端和等离子体增强。
2023-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
