Design and Analysis of Surface Plasmon Enhanced Electric Field in Al, Ag and Au Nanoparticle Dimers for UV-Visible Plasmonics
现在已经确定，由于等离子体纳米系统中局部表面等离子体共振的激发，来自外部照射源的电场在其附近被极大地放大。在等离子体纳米系统附近的表面等离子体介导的电场放大对于以下应用是至关重要的：太阳能电池的光吸收增强，使用表面增强拉曼光谱的分子检测，使用等离子体增强FRET的生物大分子如蛋白质、脂质和核酸的邻近测量，使用光热效应的癌症治疗，仅举几个应用。目前的工作制定Bergman-Milton多极光谱展开方法调查的表面等离子体介导的电场放大的二聚体排列的Al，Ag和Au纳米粒子。与孤立的球形纳米颗粒相比，它们的聚集体提供更大的场增强、更宽的光谱调谐和多个共振特征。鉴于二聚体结构优越的等离子体特性，对电场增强进行了系统的研究，并评估了它们在紫外-可见应用中的适用性。的作用，颗粒大小，嵌入介质和粒子间的分离场放大和波长调谐量化。此外，等离子体纳米粒子二聚体的紫外可见光谱窗口的设计。
2017-10-01 physics.optics
Experimental demonstration of fiber-accessible metal nanoparticle plasmon waveguides for planar energy guiding and sensing
实验证据的模式选择倏逝波功率耦合在电信频率与效率高达75%，从锥形光纤精心设计的金属纳米粒子等离子体波导。波导由一个二维的正方形晶格光刻定义的金纳米粒子的光学薄硅膜。利用光纤拉锥分析了波导的色散和衰减特性。功率传输到这些波导中的高效率解决了传统光学器件和等离子体激元器件之间的耦合问题，并且可以导致高效等离子体激元传感器和光学开关的发展。
2004-05-20 physics.optics
Selective excitation of plasmons superlocalized at sharp perturbations of metal nanoparticles
尖锐的金属角和尖端支持曲率半径尺度上的等离子体激元-超局域等离子体激元。我们分析等离子体性质的纳米粒子与小而尖锐的角落和尖端形状的表面扰动的超局域化的等离子体激元，其频率是由扰动的形状，和普通的等离子体激元定位在整个粒子的杂交。当超定域等离子体激元的频率接近普通等离子体激元的频率时，它们发生强杂交，并促进在相应的微扰顶点附近激发光学热点。然后，该颗粒被用作纳米天线，该纳米天线选择性地将自由空间光耦合到顶点的纳米级附近，从而提供精确的局部光增强几个数量级。
2015-05-05 physics.optics
Design of a plasmonic near-field tip for super-resolution IR-imaging
欺骗表面等离子体激元和绝热场压缩的概念被用来设计金属近场探针，允许引导和聚焦中红外波长的电磁辐射，并提供亚波长场约束和约10 nm的横向光学分辨率。
2016-05-13 physics.optics
Dark spots along slowly scaling chains of plasmonic nanoparticles
我们数值研究了慢尺度线性链的失配银纳米粒子的光学响应。杂化等离子体共振链表现出不寻常的局部场分布周围的纳米粒子，导致从对称性破缺的几何形状。重要的是，我们发现定位模式的特点是明亮的热点交替，我们称之为\textit{dark}点。暗点与暗等离子体激元相关联，暗等离子体激元沿着链具有共线和反平行的偶极矩。其结果是，在黑暗的结间间隙的场放大熄灭平行于链轴的入射偏振。尽管有强的等离子体激元耦合，但是在该暗间隙的侧面上的纳米颗粒经历具有振幅增益对比度$> 2 \times 10^2$的显著的不对称场放大。值得注意的是，同样对于与轴正交的偏振，间隙热点在共振时形成。
2016-05-28 physics.optics
Metal nanoparticle plasmons operating within quantum lifetime
我们研究了当金属纳米颗粒与量子发射体（例如量子点、分子）强耦合时，金属纳米颗粒上的等离子体激元振荡的动力学。我们模拟了一个简单模型：耦合经典-量子振子系统的密度矩阵演化。我们发现，等离子体激元振荡的寿命可以增加几个数量级，高达量子发射体的衰变时间。这种效应本身表现为spaser（通过辐射的受激发射的表面等离子体放大）实验中等离子体发射带的变窄[{ \it Nature}，{ \bf 2009}，460，1110]，其中金纳米颗粒与周围分子相互作用。等离子体激元激发寿命的增加使得受激发射能够克服自发发射。这种增强是由于出现了类似于电磁感应透明（EIT）的现象。这种效应可以在纳米物理学的许多领域中找到应用，例如在等离子体激元的量子信息和提高太阳能电池效率中。
2013-06-20 physics.optics
Oscillatory optical response of amorphous plasmonic nanoparticle arrays
金属纳米颗粒阵列的光学响应由局部表面等离子体激元激发主导，并且是取决于特定阵列几何形状的通过颗粒间耦合修改的单个颗粒贡献的总和。在这里，我们仔细研究如何实验测量的大规模（30毫米$^{2}$）非晶Au纳米盘阵列的性能干单粒子的属性和它们的相互作用。它们引起等离子体激元峰位置、半峰全宽和消光效率的明显振荡行为，消光效率取决于最小粒子中心到中心（CC）距离。
2012-05-08 physics.optics
Q-factor and absorption enhancement for plasmonic anisotropic nanoparticles
我们研究了各向异性金属-电介质核壳纳米粒子的散射和吸收特性。结果表明，径向各向异性介质层可以加速局域共振表面模的倏逝衰减，导致Q因子和吸收率的提高。此外，吸收截面可以被最大化以达到单共振吸收极限。我们进一步表明，这样的人工各向异性包覆材料可以实现各向同性层状结构，这可能会激发许多应用的基础上散射和吸收的等离子体纳米粒子。
2016-06-15 physics.optics
Directional out-coupling of light from a plasmonic nanowire-nanoparticle junction
我们的实验表明，一个单一的银纳米粒子（NP）耦合到银纳米线（NW）可以转换传播的表面等离子体激元定向光子。通过采用双激发傅立叶显微镜与空间滤波收集光学，我们显示单和双向耦合的光从NW-NP结的等离子体激发通过玻璃基板和空气覆盖。此外，我们还发现，NW-NP结可以影响分子荧光发射的方向性，从而起到光学天线的作用。本文讨论的结果可能对实现定向单光子源和量子等离子体电路具有影响。
2015-04-09 physics.optics
Two and three photon excited luminescence of single gold nanoparticles: Switching between plasmon- and electron-hole-pair emission by ultrashort laser pulses
在这项工作中，我们使用飞秒激光脉冲的800 nm波长的激发和表征单金纳米粒子的多光子发光发射。对于激发与100 fs的激光脉冲，我们观察到一个两个和三个光子的辐射电子空穴对复合为主的发射，而发射是由辐射等离子体衰变激发与500 fs的脉冲。对于具有不同长径比的单个金纳米棒，我们研究了粒子等离子体激元和电子空穴对之间的相互作用，这使我们能够开发一个定量模型来充分描述单个金纳米颗粒的双光子和三光子发光发射。
2018-12-04 physics.optics
Terahertz binding of nanoparticles based on graphene surface plasmons excitations
本工作研究了由靠近石墨烯片的介电颗粒组成的二聚体的光学结合。使用严格的电磁方法，我们计算了作用在每个纳米颗粒上的光学力。此外，我们推导出的解析表达式，使评估的贡献，石墨烯表面等离子体（GSPs）的光学结合。我们的研究结果表明，石墨烯激发表面等离子体激元产生多个平衡位置，粒子之间的距离是光子波长的几十倍。此外，这些位置可以通过调节石墨烯上的化学势来动态控制。考虑了正入射和斜入射。
2021-11-22 physics.optics
Plasmonic Gas Sensing based on Cavity-Coupled Metallic Nanoparticles
在这里，我们展示了腔耦合金属纳米颗粒系统的气体传感能力，包括金纳米颗粒与聚合物间隔物从金镜分离。相对湿度（RH）的增加导致间隔物膨胀，这引起纳米颗粒散射强度的显著降低，因为散射高度依赖于与纳米颗粒-反射镜距离密切相关的腔-纳米颗粒耦合。这种无光刻的结构使得在RH范围（45-75%）内具有0.12 dB/% RH和0.25 dB/% RH的显著平均灵敏度，具有优于0.5%RH的估计分辨率，具有完全可逆性和几乎零滞后，表现出显著的气敏潜力。
2017-03-24 physics.optics
Plasmons in disordered nanoparticle chains: Localization and Transport
在偶极模型中研究了无序对金属纳米颗粒链中等离子体激元耦合的影响，考虑了两种类型的无序：颗粒形状的波动和位置的波动。在本征模和系统的输运行为中都发现了典型的局域化效应，并对局域化长度进行了估计。有人认为，链与故意引入的障碍构成有前途的系统，研究本地化效应的电磁波在光学频率下良好的可控和可操纵的条件下。
2011-02-14 physics.optics
Time Response Dynamics of Plasmon Excitation in Cobalt Nanoparticles on Glass Substrate
利用飞秒激光脉冲，利用超快泵浦-探测透射光谱技术测量了镶嵌在玻璃衬底上的钴纳米颗粒中电子的弛豫时间。我们发现，等离子体激元激发是不均匀加宽的快速激发时间为23 fs。等离子体弛豫时间为97 fs。实验中使用的飞秒激光脉冲来自钛宝石谐振腔，该谐振腔采用基于非线性克尔效应的自锁模机制。获得了重复频率为103.52MHz、脉宽为64.5fs、中心波长为810 nm的脉冲。
2013-07-09 physics.optics
Strong-field control of plasmonic properties in core-shell nanoparticles
等离子体纳米系统的强场控制为非线性等离子体光谱学和拍赫兹电子学开辟了新的前景。然而，问题仍然是关于在亚波长空间和超快时间尺度上的非线性光-物质相互作用的性质。针对这一挑战，我们研究了强场控制的等离子体响应的Au纳米壳与SiO $_2$核心的强激光脉冲。我们发现，从这些核壳纳米粒子的光电子能谱显示出显着的弱和强场制度之间的过渡。这种观察到的过渡同意我们的修改米氏理论模拟，结合非线性介电纳米壳响应的预测。在原型核-壳纳米颗粒中等离子体响应的强度依赖性光学控制为使用更复杂的纳米结构实现超快开关和光电信号调制铺平了道路。
2021-08-16 physics.optics
Necessary conditions for out-of-plane lattice plasmons in nanoparticle arrays
金属纳米粒子阵列支撑的离面晶格等离子体激元（OLP）由于其非常窄的线宽和显著的局部场增强而具有广泛的应用前景。在这里，我们调查的必要条件，金属纳米粒子阵列，以实现OLP。结果表明，除了满足文献中提出的大高度、斜入射、TM极化等前提条件外，还应在一定范围内合理设计阵元周期，保证介质环境均匀，优化阵元高度和入射角。我们希望这项工作将促进理解和工程的金属纳米粒子阵列中的OLP，并促进其在纳米激光器，超灵敏的生化传感器，和非线性光学的应用。
2019-01-31 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
Gold Nanoparticles for Plasmonic Biosensing: The Role of Metal Crystallinity and Nanoscale Roughness
贵金属纳米粒子由于局部表面等离子体激元的激发而显示出特定的光学性质，这使得它们成为高灵敏度生物纳米传感器的有吸引力的候选者。潜在的物理原理是分析物诱导的纳米颗粒周围介质的介电性质的改变或通过共振增强的等离子体激元场增加光学活性分析物的激发和发射速率。无论哪种方式，除了纳米颗粒的几何形状外，金属的介电性质和纳米级表面粗糙度对传感性能起着重要作用。然而，由于基本原理尚未得到很好的理解，我们的目标是在这里通过分析光刻制造的纳米粒子的光学特性，不同的结晶度和粗糙度参数的一个更好的理解。我们通过热退火改变这些参数，并应用薄金膜作为模型系统来检索介电函数的修改。我们调查，一方面，消光光谱，反映了远场性质的等离子体激元激发，另一方面，表面增强拉曼光谱，作为近场探针。我们的研究结果提供了更好的洞察局部表面等离子体及其在生物纳米传感中的应用。
2011-11-03 physics.optics
Interplay between out-of-plane magnetic plasmon and lattice resonance for modified resonance lineshape and near-field enhancement in double nanoparticles array
二维双纳米粒子（DNPs）阵列理论上支持面外磁等离子体激元和面内晶格共振的相互作用，这可以通过调节纳米粒子的高度或阵列周期，由于高度依赖的磁共振和结晶度依赖的晶格共振来实现。两种等离子体激元模式的相互作用可以导致共振线形的显著变化和磁场增强的改善。当相互作用发生时，可以在两个谐振频率下在相邻颗粒之间的间隙区域中获得同时的电场和磁场增强，这呈现了作为电磁场热点的开放腔，用于检测和感测的潜在应用。这些结果不仅提供了一种有吸引力的方法来调谐等离子体纳米结构的光学响应，而且还提供了对周期性纳米结构或包含多个元素的超材料中的等离子体相互作用的进一步了解。
2013-05-12 physics.optics
Spectral localization of single-nanoparticle plasmons through photonic substrate engineering
本文提出通过光子衬底工程调控光学路径，实现单纳米颗粒等离激元的强谱域局域化，模拟显示可减小模式体积五倍并提升品质因子超80倍，实验验证了主动操控能力。
2025-09-09 physics.optics
One-shot phase image distinction of plasmonic and dielectric nanoparticles
纳米尺度的相位控制是现代纳米光子学中专门定制电场的最有力的方法之一。特别是许多单独的纳米构建块的精确亚波长组装已经产生了令人兴奋的新材料，如超材料，用于生物传感应用的超材料或3D组装等离子体结构。尽管其基本的重要性，个别纳米结构的相位响应是极具挑战性的可视化实验。在这里，我们解决这个缺点，并测量不同的纳米材料，如金纳米棒和球以及介电纳米粒子的定量散射相。除了报告光谱分辨的响应，当通过粒子的等离子体共振时，相变接近π，我们设计了一种简单的方法，纯粹基于它们的相位行为来区分不同的等离子体和介电粒子。最后，我们将这种新的方法整合到一个单次拍摄的双色方案中，能够从单个宽视场图像中直接识别一个样品上不同类型的纳米颗粒。
2021-03-02 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
Size dependence of multipolar plasmon resonance frequencies and damping rates in simple metal spherical nanoparticles
多极等离子体激元振荡频率和相应的阻尼率形成的最简单的自由电子金属纳米球进行了研究。控制等离子体特征的可能性，通过选择的大小和介电特性的球周围进行了讨论。所研究的金属的光学性质内描述的Drude-Sommerfeld模型的介电函数与有效参数acounting的贡献的传导电子和带间跃迁。没有近似是在粒子的大小方面，等离子体的大小特性进行了严格的描述。我们对钠纳米液滴[1]的实验结果与偶极和四极等离子体激元的振荡频率尺寸依赖性进行了比较。
2008-04-14 physics.optics
Enhanced electron photoemission by collective lattice resonances in plasmonic nanoparticle-array photodetectors and solar cells
我们建议使用集体晶格共振等离子体纳米粒子阵列，以提高肖特基势垒光电探测器和太阳能电池中的光电子发射。我们表明，晶格共振（瑞利异常）和个别粒子激发（局部表面等离子体共振）的相互作用导致更强的局部场增强和显着增加的光电流相比，只有个别粒子激发的情况下。研究结果可用于设计具有高选择性、可调谐光谱响应的新型光电探测器，能够探测能量低于半导体带隙的光子，并开发效率更高的太阳能电池。
2013-10-08 physics.optics
An Efficient and Compact Excitation of Surface Plasmons Using a Si Gable Tip
我们提出了一种新的技术，有效地激发表面等离子体激元（SPP）模式在金-玻璃界面利用近场激发工程高折射率（硅）山墙尖在电信波长。该结构理论上可以将49%的输入光功率转换为SPP模式。该装置是紧凑的，它将有助于芯片上的激发的SPP，其制造是兼容的标准硅制造工艺，因此，它预计将是有用的，在未来的集成传感器的设计。
2016-12-06 physics.optics
Plasmon Coupling Induced Photon Scattering Torque
具有生物相容性的金纳米粒子在生物传感、医学诊断、癌症治疗等生物医学研究中显示出巨大的优势。生物分子甚至可以用激光镊子操纵，光学捕获的Au纳米粒子作为手柄。在这封信中，光学散射扭矩所产生的耦合金纳米粒子的圆偏振光驱动的理论。耦合的等离子体共振模式通过光散射增强了从光子到Au纳米颗粒二聚体和三聚体的角动量转移，这不会带来任何光加热副作用。在纳米结构上产生的光学扭矩高度依赖于结构中的等离子体激元耦合。从散射光子到纳米结构的角动量转移效率可以达到200%左右。结果表明，耦合等离子体纳米颗粒低聚物是有前途的候选人，以构建可应用于生物医学应用的光驱动旋转纳米马达。
2021-11-17 physics.optics
Tuning of Localized Surface Plasmons in Vanadium Dioxide Nanoparticles via Size and Insulator-Metal Transition
Brno University of Technology（布尔诺理工大学）；Central European Institute of Technology（中欧技术研究所）；Center for Nanophase Materials Sciences, Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室纳米材料科学中心）
通过调控氧化钒纳米颗粒的尺寸和绝缘体-金属转变，实现近红外等离子体吸收的可调谐控制。
2026-01-31 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
Tunable plasmon polaritons in arrays of interacting metallic nanoparticles
我们考虑一个简单的立方体阵列的金属纳米粒子支持扩展的集体等离子体激元，产生于近场偶极相互作用之间的局部表面等离子体激元在每个纳米粒子。我们开发了一个充分的分析量子理论的强耦合制度之间的这些集体等离子体激元和光子导致等离子体激元的纳米粒子阵列。值得注意的是，我们表明，极化激元带隙和超材料的介电函数可以显着调制光的偏振。我们揭示了等离子体超材料中的这种各向异性行为是如何通过纳米颗粒之间的偶极相互作用来介导的，尽管底层晶格是对称的。因此，我们的研究结果铺平了道路，实现可调谐量子等离子体超材料呈现相互作用驱动的双折射。
2015-01-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmon oscillations in ellipsoid nanoparticles: beyond dipole approximation
在准静态近似下研究了金属三轴椭球纳米粒子的等离子体激元振荡。本文提出了一种求解任意多极阶等离子体激元振荡势和频率的解析表达式的一般方法。导出了前24个模式的电势和等离子体激元振荡频率的解析表达式。其他高阶等离子体激元模式进行了数值研究。
2008-11-25 physics.chem-ph physics.optics
Generating hot carriers in plasmonic nanoparticles: when quantization does and does not matter?
等离子体辅助的热载流子过程中的金属纳米粒子可以描述经典或使用量子力学的全部强度。我们再次确认，从实际应用的角度来看，当它来描述的纳米粒子中的等离子体的衰变，经典的描述是足够的，但最小的纳米粒子。同时，纳米颗粒中的电子温度升高是离散的（量子化的），忽略这一事实可能导致显著低估热载流子辅助效应，如光催化。
2019-12-16 physics.chem-ph physics.optics
Surface Plasmon Polariton Assisted Optical Switching in Noble Metal Nanoparticle Systems: A Sub-Band Gap Approach
在一本建议的书章节中，在子带隙形式主义中讨论了贵金属纳米颗粒系统中的表面等离子体激元辅助光开关。
2015-04-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optical properties of metal nanoparticles with no center of inversion symmetry: observation of volume plasmons
我们目前的L形银纳米粒子的光学响应的理论和实验研究。散射光谱表现出几个等离子体共振，敏感地依赖于入射电磁场的偏振。共振的物理起源可以追溯到不同的等离子体激元现象。特别是，一个不寻常的属性的高能量带解释的体积等离子体振荡所产生的纳米粒子的不对称性。
2007-10-16 cond-mat.mtrl-sci 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
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
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
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
Subwavelength modulational instability and plasmon oscillons in nanoparticle arrays
我们研究了亚波长金属纳米颗粒非线性阵列中的调制不稳定性，并数值分析了不稳定性发展的非线性情况。我们证明了调制不稳定性可以导致形成规则的周期性或准周期性的偏振调制。我们发现，这样的非线性纳米粒子阵列可以支持长寿命的站立和移动振荡的非线性局域模式-等离子体激元激元。
2012-05-31 nlin.PS physics.optics
CdSe-single-nanoparticle based active tips for near-field optical microscopy
我们提出了一种方法来实现有源光学尖用于近场光学，可以在室温下工作。金属涂覆的光学尖端覆盖有薄的聚合物层，该聚合物层以低密度被CdSe纳米晶体或纳米棒染色。的发射率和发射光谱的活性尖端的时间分析表明，一个非常小的数量的颗粒-可能下降到只有一个-可以在尖端顶点活跃。这为使用单个无机纳米颗粒作为光源的近场光学开辟了道路。
2006-12-21 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Transport Properties of a Single Plasmon Interacting with a Hybrid Exciton of a Metal Nanoparticle-Semiconductor Quantum Dot System Coupled to Plasmonic Waveguide
采用实空间方法研究了一维表面等离子体波导耦合的半导体量子点和金属纳米粒子混合系统与单个等离子体相互作用过程中的输运性质.我们认为MNP与SQD相互作用导致了混合激子的形成，通过调节施加在MNP与SQD混合纳米体系上的经典控制场的频率、金属纳米颗粒的种类以及背景介质，可以控制单次入射等离子体激元的透射和反射.单等离子体激元与这种混合纳米系统相互作用的输运性质可以在下一代量子器件如单光子开关和纳米镜的设计以及量子信息处理中找到应用。
2015-12-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmon polaritons in cubic lattices of spherical metallic nanoparticles
我们从理论上研究了球形金属纳米颗粒立方晶格中的等离子体激元。纳米颗粒，每个支持三重简并局部表面等离子体，通过库仑偶极-偶极相互作用耦合，产生在整个超材料上延伸的集体等离子体。后者与光子杂交形成等离子体激元，这是系统的混合光-物质本征模。我们推导出一般的解析表达式来评估等离子体激元和等离子体激元极化激元色散，以及相应的本征态。这些都是在一个哈密顿形式主义，它考虑到在纳米粒子之间的偶极相互作用的延迟效应，并考虑纳米粒子的介电性能以及它们的周围。在这个模型中，我们预测极化分裂在近红外可见光范围内的电磁波谱，依赖于极化，晶格对称性和波矢方向。最后，我们表明，我们的模型的预测是在良好的定量协议与传统的有限差分频域模拟，但与分析的洞察力和显着降低计算成本的优势。
2018-03-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Influence of surface roughness on the optical properties of plasmonic nanoparticles
对于等离子体纳米粒子，我们研究了自上而下制造所固有的表面粗糙度对光学性质的影响，并发现它对等离子体峰的位置和宽度的影响令人惊讶地小。我们的实验观察支持基于边界元方法的模拟。使用微扰的方法，适合于金属纳米粒子与适度的表面粗糙度，我们证明，这是因为在运动的缩窄的等离子体平均超过随机的高度波动。因此，在相同纳米颗粒的大阵列中的表面粗糙度，例如在超材料的背景下遇到的，预计不会构成主要的障碍。
2012-09-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Topological Edge Plasmon Modes between Diatomic Chains of Nanoparticles
我们研究了拓扑边缘等离子体激元模式之间的两个“双原子”链相同的等离子体纳米粒子。在准静态偶极近似下，通过求解宏观麦克斯韦方程组，解析地计算了每条链中纵向等离子体激元模的Zak相位。这种近似提供了与Su-Schrieffer-Heeger模型的直接类比，使得本征值被映射到纳米颗粒的频率相关的逆极化率。发现边缘态频率与单粒子共振频率相同，这对单胞内的间距不敏感。最后，全电动力学模拟与现实的参数表明，边缘等离子体激元模式可以实现通过近场光学光谱。
2015-05-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
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
Plasmonic properties of individual gallium nanoparticles
镓是一种等离子体材料，提供紫外到近红外的可调谐性、容易和可扩展的制备以及纳米颗粒的良好稳定性。在我们的贡献中，我们通过实验证明了单个镓纳米颗粒的形状和大小与其光学性质之间的联系。为此，我们利用扫描透射电子显微镜结合电子能量损失谱。使用在超高真空条件下操作的内部开发的泻流单元，在氮化硅膜上直接生长直径在10 nm和200 nm之间的透镜形镓纳米颗粒。我们已经通过实验证明，它们支持局域表面等离子体共振，并且它们的偶极模式可以通过它们的尺寸从紫外到近红外光谱区域进行调谐。测量得到了使用真实颗粒形状和尺寸的数值模拟的支持。我们的研究结果为镓纳米颗粒的未来应用开辟了道路，例如在能量收集或紫外发射器的等离子体增强发光中的太阳光的高光谱吸收。
2022-12-28 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Label-free detection of single nanoparticles with disordered nanoisland surface plasmon sensor
我们报告使用无序的金属纳米岛衬底支持表面等离子体激元（SPPs）的单个纳米粒子的传感。由弹性散射的SPP的泄漏辐射引起的散斑图案提供了传感器表面处的散射微结构的独特指纹。散斑去相关的实验测量，并显示，使个别金纳米粒子和聚苯乙烯珠的吸附检测。我们的方法通过对粘附在纳米岛基底上的颗粒的亮场和荧光成像来验证。
2022-01-28 physics.app-ph physics.optics
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
Plasmonic modes in cylindrical nanoparticles and dimers
我们提出了解析表达式的准静态近似内的圆柱形纳米粒子的等离子体激元模式的共振频率。我们的理论模型使我们能够获得具有任意纵横比的金属圆柱体的纵向和横向极化偶极模式，这使我们能够捕获等离子体纳米盘和纳米线的物理特性。我们还计算了量子力学修正这些谐振频率由于溢出效应，这是相关的纳米尺寸的圆柱体。我们继续考虑耦合的局部表面等离子体在二聚体的圆柱形纳米粒子，这导致集体等离子体激元激发。我们扩展我们的理论形式主义，构建一个分析模型的二聚体，描述的演变与纳米粒子间的分离所产生的明亮和黑暗的集体模式。本文对溢出效应引起的耦合模频率重正化现象进行了评述，并讨论了实验检测的一些方法。
2021-01-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Coupled Plasmon Modes in 2D Gold Nanoparticle Clusters and their Effect on Local Temperature Control
紧密分离的金纳米颗粒的组装体由于各个纳米结构的等离子体激元模式的耦合而表现出强烈的集体等离子体激元响应。在纳米颗粒自组装的背景下，球形纳米颗粒的紧密堆积的2D簇呈现出一种重要的复合系统，其承诺了许多应用。本研究探讨了集体等离子体特性和由此产生的光热行为的封闭包装的二维金纳米粒子簇，以描绘集群的大小，颗粒间的距离和颗粒大小的影响。较小的纳米粒子（直径为20 nm和40 nm），表现出低的个人散射和高吸收被认为是其相关的光热应用。与典型的文献研究相比，本研究比较了不同大小的簇的光学响应，从单个纳米颗粒到61个纳米颗粒的大组件。团簇尺寸的增加会导致光谱位置和光物理特性的显著变化。基于模型的结果，每个纳米粒子的最大吸收的最佳簇大小也被确定为增强光热效应。研究了颗粒尺寸和颗粒间距离的影响，以阐明近场和远场耦合相互作用的性质。考虑到均匀的水介质的光热效应所产生的吸收进行了比较，为不同的团簇尺寸和颗粒间的距离。纳米颗粒的稳态温度对簇大小、簇中的颗粒位置、入射光偏振和颗粒间距离的强烈依赖性在等离子体纳米结构的局部温度控制中提供了新的物理见解。
2021-08-04 cond-mat.mtrl-sci 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
Light trapping using dimer of spherical nanoparticles based on titanium nitride for plasmonic solar cells
本文设计了一种基于TiN的球形二聚体等离激元纳米颗粒用于光伏光捕获，通过对比Ag、Au、Al证明其在可见光与近红外波段具有更优的吸收增强性能，可将硅的平均吸收功率从约19%提升至约75%。
2023-07-09 physics.app-ph physics.optics
Substrate influence on the plasmonic response of clusters of spherical nanoparticles
纳米粒子的等离子体激元响应在科学和工程的许多子领域中被利用来增强与纳米级和亚纳米级实体的探针相关联的光学信号。我们开发了一个数值算法的基础上，以前的理论工作，解决了基板上的等离子体激元响应的集合的球形形状的纳米粒子的影响。我们的方法是一个真正的空间方法内的准静态的限制，可以应用到广泛的结构。我们说明了通过数值计算，探索单纳米球和纳米球二聚体制造的德鲁德模型金属或银的电介质基板上，从银基板上的电介质球的基板的作用。
2011-01-07 cond-mat.other physics.optics
Plasmonic resonances at interfaces patterned by nanoparticle lattices
我们目前的理论研究的性质的集体等离子体共振的表面上有序晶格的球形金属颗粒已被沉积。集体等离子体激元模式，激发光入射在表面上，探讨了正方形和矩形晶格的粒子。由入射光束激发的特定共振取决于频率、偏振和入射角。我们表明，可以创建的反射光的偏振是频率依赖的表面。偏振相关光谱的形式可以通过选择纳米颗粒阵列的材料和参数来调节。
2012-08-09 physics.comp-ph physics.optics
Dirac-like plasmons in honeycomb lattices of metallic nanoparticles
我们考虑一个二维的蜂窝状晶格的金属纳米粒子，每个支持本地化的表面等离子体，并研究的量子特性的集体等离子体产生的近场偶极相互作用的纳米粒子之间。我们分析调查的色散，有效的哈密顿量和本征态的集体等离子体的任意取向的个人的偶极矩。当偏振点接近平面的法线时，光谱呈现狄拉克锥，类似于石墨烯的电子能带结构中存在的那些。我们推导出集体等离子体激元的有效狄拉克哈密顿量，并表明相应的旋量本征态代表狄拉克样的无质量玻色子激发，在石墨烯中的电子，如一个非平凡的贝里相位和不存在背散射光滑的不均匀性，目前类似的效果。我们进一步讨论了如何可以操纵狄拉克点的布里渊区，并打开一个缺口，集体等离子体分散通过修改局部表面等离子体的偏振，铺平了道路，一个完全可调的等离子体类似物的石墨烯。
2013-03-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
