Hybridization and Dehybridization of Plasmonic Modes
金属纳米结构的等离子体共振（模式）可以被定义为偶极、四极或高阶模式，这取决于由入射场诱导的表面电荷分布。在非对称环境或集群中，模式可以杂交并表现出不同的行为和属性。在这项工作中，我们研究了实验和数值模拟衬底诱导的银纳米柱的等离子体激元模式的杂交。等离子体纳米粒子在折射率传感和增强光谱等方面的应用往往依赖于其持续模式的光谱位置和特定的空间近场分布。然而，我们表明，这种等离子体纳米粒子在传感系统中的实施可能会导致模式性质的变化，其杂交或去杂交。这些变化在远场光谱中并不明显，然后可能导致传感器行为的意外修改。我们表明，基板上的等离子体纳米粒子的偶极和四极模式之间的杂交结果从四极模式激发由于反射和入射光的叠加，然后，取决于基板的反射。杂化模式的存在强烈地依赖于纳米颗粒的周围环境，并且在纳米聚合物层沉积在纳米颗粒顶部之后，杂化模式消失并且被非耦合多极共振所取代。
2021-12-12 physics.optics
Tailoring Mie Resonances in Cupric Oxide Particles for Use as Nanoantennas
纳米光学领域随着等离子体金属而发展。金属如银、金和铜纳米颗粒，由于被称为局部表面等离子体共振（LSPR）的特殊性质，可以在纳米尺度上集中电磁（EM）场。这为纳米光学、太阳能收集、太阳能电池和生物传感等广泛应用奠定了基础。然而，存在与等离子体金属相关联的固有问题，例如高的热损失，以及它们不能像半导体制造工艺那样按比例放大。此外，场增强仅限于电场。所有这些一起抑制了PMN在实际应用中的更广泛使用。在这项工作中，我们报告亚微米氧化铜（CuO）颗粒具有中等的折射率，可以表现出强大的电磁Mie共振与强消光/散射截面相当或略超过他们的等离子体对应。通过开发具有强形状和尺寸控制的颗粒合成技术，光学光谱和有限差分时域模拟，我们表明，米氏共振峰波长是大小和形状相关的。这提供了在可见光到近红外区域中的可调谐性，用于收集更宽部分的太阳光谱。因此，亚微米氧化铜颗粒表现出强大的潜力，新兴的高性能替代PMNs。强烈的电磁米氏共振介导的纳米天线效应属性，CuO颗粒可以潜在地用于大量的应用，包括表面增强拉曼光谱，超材料，纳米材料和光子晶体。
2022-01-17 physics.app-ph physics.optics
Interband transitions in semi-metals, semiconductors, and topological insulators: A new driving force for plasmonics and nanophotonics
亚波长纳米结构中的等离子体和米氏共振提供了一种有效的方式来操纵低于衍射极限的光，这促进了等离子体和纳米光子学的发展。等离子体共振主要与自由载流子的激发有关，最初在金属中，并且在Si纳米结构中已经识别出Mie共振。值得注意的是，尽管研究得少得多，但p块的半金属、半导体和拓扑绝缘体能够实现没有自由载流子的等离子体共振和具有与Si相比增强的性质的Mie共振。在这篇综述中，我们解释了如何在这些材料的带间跃迁显示在这种二元性的主要作用。我们评估了由相关p-区元素和化合物，特别是Bi制成的纳米结构的等离子体和Mie性能，并讨论了它们在从可切换等离子体和纳米光子学到能量转换，特别是能量转换的应用中的潜力。
2017-04-06 physics.optics
Self-hybridization within non-Hermitian plasmonic systems
物理学中的共同直觉是基于正交本征模的概念。这些都是厄米方程的精确解，用于描述从量子力学到声学的许多物理情况。大量的非厄米问题，包括靠近黑洞或漏电磁腔的引力波，都需要使用双正交本征基。非厄米性的物理后果挑战了我们的物理理解。然而，通常需要补偿能量损失，这使得少数几次成功探测非厄米性的尝试变得极其复杂。我们表明，这个问题可以克服考虑本地等离子体系统。事实上，由于这些系统中的非厄米性不是来自时间不变性破缺，而是来自空间对称性破缺，因此它的结果更容易观察到。我们报告的理论和实验证据的非厄米诱导强耦合的表面等离子体模式内的银纳米十字架不同的订单。提供了触发这种反直觉的自杂交现象的对称条件。类似地，预期在对向双正交本征模的任何系统中观察到可观察的效应。
2017-07-10 physics.optics
A Flat Plasmonic Biosensing Interface on Optical Fiber End-Facet via SPP-MIM Hybridization
本文提出将SPP-MIM杂化超薄膜与等离激元晶体腔集成于单模光纤端面，同时实现高灵敏度与高重复性的生物分子检测，检测限低至30 fM，为光纤端面等离激元生物传感器的工业化应用提供了完整方案。
2024-10-19 physics.optics
Strong coupling out of the blue: an interplay of quantum emitter hybridization with plasmonic dark and bright modes
单量子发射体与电磁模之间的强耦合是量子光学中的关键效应之一。在腔QED等离子体方法中，强耦合系统通常被理解为共振耦合到单个辐射等离子体模式的单跃迁发射器。然而，等离子体腔还支持非辐射（或“暗”）模式，其提供高得多的耦合强度。另一方面，现实的量子发射器通常支持各种对称性的多个电子跃迁，这可能与更高阶的等离子体跃迁重叠-在光谱的蓝色或紫外部分。在这里，我们表明，真空拉比分裂与一个单一的发射器可以通过利用暗模式的等离子体纳米腔。具体来说，我们表明，一个显着失谐的电子跃迁可以与暗等离子体激元假模杂交，导致在真空拉比分裂的明亮的偶极等离子体激元模式。我们开发了一个简单的模型，说明在“暗”强耦合制度的系统响应的修改，并证明单光子非线性。这些结果可能会发现重要的影响，在新兴领域的室温量子等离子体。
2019-10-17 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Tetra-hyperbolic and tri-hyperbolic optical phases in anisotropic metamaterials without magnetoelectric coupling due to hybridization of plasmonic and magnetic Bloch high-k polaritons
在本文中，我们揭示了在没有磁电耦合的各向异性超材料中形成三-和四-双曲相的物理机制，并描述了由于等离子体和磁布洛赫高k极化激元的杂交而产生的双曲色散中的反交叉分裂现象。这大大加深了对高k极化激元和k空间中光学等频面拓扑结构的理解，并将在光学纳米分辨率成像和发射率和方向性控制中找到应用。为了实现这一点，我们开发了一系列新的技术的理论光学的双各向异性材料，包括二次折射率算子方法，适合于研究高k极化激元与有限折射率和显式表达式的特征矩阵在一般的双各向异性介质。本文介绍了各向异性均匀介质的电磁响应的空间分层方法，分析了其下伏的布洛赫波。我们相信，这里开发的形式主义可以为研究人员在各向异性和双各向异性介质的理论光学领域的未来有用。
2020-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Mode-matching in multiresonant plasmonic nanoantennas for enhanced second harmonic generation
在极其有限的体积中提升非线性频率转换仍然是纳米光学、纳米医学、生物传感和无背景生物传感中的关键挑战。为了这个目的，等离子体纳米结构中的场增强通常被利用来有效地补偿在纳米级处的相位匹配的缺乏。然而，二次谐波产生（SHG）被原子尺度下等离子体材料和纳米天线设计中的高度对称性强烈猝灭。在这里，我们设计了一个等离子体纳米天线缺乏轴对称性，表现出空间和频率模式重叠的激发和SHG波长。这些功能在单个器件中的有效组合允许获得前所未有的SHG转换效率。我们的研究结果揭示了在纳米尺度上优化SHG的新方法，为基于非线性等离子体平台的新型纳米级相干光源和分子传感器件铺平了道路。
2014-12-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Wave propagation and hybridization of plasmonic modes in Maxwell-Chern-Simons pseudo-electrodynamics
Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro（里约热内卢联邦农村大学）
研究在麦克斯韦 - 陈 - 西蒙斯赝电动力学框架内平面波和表面等离激元 - 极化激元模式的传播，通过推导波动方程，分析真空及导电介质情况，得出拓扑质量影响及新杂化机制，还分析了渐近极限并推导复折射率。
2026-07-22 cond-mat.mtrl-sci hep-th 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
Thousand-fold Increase in Plasmonic Light Emission via Combined Electronic and Optical Excitations
等离子体纳米结构中的表面等离子体增强过程和热载流子动力学对于揭示纳米尺度下的光-物质相互作用具有重要意义。使用等离子体隧道结作为支持电激发和光激发的局部表面等离子体的平台，我们报告了一个更大的（超过1000倍）的等离子体光发射在上转换的光子能量组合的电光激发下，分别与电或光激发。与所观察到的光谱的形式兼容的两种机制是等离子体激元诱导的热载流子和电子反斯托克斯拉曼散射的相互作用。我们的测量结果是在良好的协议与理论模型相结合的电光产生的热载流子通过非辐射等离子体激元激发和热载流子弛豫。我们还讨论了区分热载流子发射和反斯托克斯电子拉曼过程的相对贡献的挑战。在等离子体激元系统中观察到的阈值以上发射的这种增加可能在芯片上纳米光子切换和热载流子切换中开辟途径。
2021-06-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Real-time tuneable bright bonding plasmonic modes in Ga nanostructures
本研究提出一种通过宏观物理形变操控液态金属纳米粒子液滴间间隙的可调等离激元器件，实现了等离激元杂化模式的实时原位调控，为探索纳米间隙依赖的等离激元耦合提供了新方法。
2025-04-07 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
Hybridization of Singular Plasmons via Transformation Optics
金属纳米结构的表面等离子体共振为在纳米尺度上引导和操纵光提供了很好的机会。在新型等离子体激元器件的设计中，一个中心主题是澄清共振光谱和纳米结构的几何形状之间的复杂关系。尽管有许多进步，但当所需的频谱高度复杂时，设计变得相当具有挑战性。在这里，我们开发了一个新的理论模型，相互作用的纳米粒子的表面等离子体，以减少设计过程的复杂性显着。我们的模型是通过结合等离子体杂化理论与变换光学，这产生了一个有效的方式，同时控制全局和局部特征的共振光谱。作为一个应用，我们提出了一个设计的超颖表面，其吸收光谱可以控制在一个大类的复杂模式，通过只有几个几何参数，在一个直观的方式。我们的方法提供了有效的等离子体超材料的设计与按需功能的基本工具。
2019-06-06 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
Localized Surface Plasmon Resonances of Simple Tunable Plasmonic Nanostructures
我们推导并提出了系统的分析公式之间的关系，用于计算的局部表面等离子体共振（LSPR）的一些等离子体纳米结构，我们已经归类为简单的。这些关系，包括一些新的公式，总结在一个树形图，突出了核壳等离子体激元作为固体和空腔等离子体激元的发电机。此外，我们表明，复杂结构的LSPR可以减少到简单的，使用的LSPR的纳米粒子作为一个案例研究，在偶极极限。所有的公式都是使用Drude模型、Rayleigh近似和Fröhlich条件的组合导出的。公式简便，与等离子体杂化理论的结果符合得很好。该公式还考虑了介电效应，这在纳米结构的LSPR的调谐中提供了多功能性。提出了一个简化的等离子体杂化模型，使我们能够研究我们所研究的核壳纳米结构中固体和腔等离子体的弱耦合机制。
2019-05-20 physics.optics
Tuning Plasmonic Metasurfaces via Phase Change Material Substrates for Modulating Reactivity in Light-Driven Reactions
Friedrich-Schiller-Universität Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；Australian National University（澳大利亚国立大学）；Xi’an University of Posts and Telecommunications（西安邮电大学）；University of Applied Sciences Landshut（兰茨胡特应用科学大学）
本文通过相变材料基底调节等离子体超材料，利用模式混合法调控光激发电子群体，实现对光驱动化学反应反应性的选择性控制，实验显示产物产率在晶态和非晶态下分别降低和提高。
2026-04-10 physics.optics
Core-Shell Bimetallic Nanoparticle Trimers for Efficient Light-to-Chemical Energy Conversion
将催化活性物质结合到等离子体金属纳米结构中可以有效地合并两种类型的材料对于可见光发光的反应性和能量收集能力。在这里，我们探讨了电磁热点的等离子体核壳胶体结构的能力，以诱导化学转化的影响。在这项研究中，我们开发了一种合成策略，用于在水溶液中通过精细控制Ag纳米棱镜和Au前体之间的电流替换来制造Au纳米颗粒（NP）三聚体。随后使用Au NP三聚体作为模板合成具有催化活性金属（M = Pd，Pt）的核-壳Au@M NP三聚体。我们的实验和计算结果突出了等离子体激元驱动的化学反应的等离子体激元催化剂的几何形状和组成的协同作用。
2021-08-25 physics.chem-ph physics.optics
Suppressed Quenching and Strong Coupling of Purcell-Enhanced Single-Molecule Emission in Plasmonic Nanocavities
在金属纳米结构附近的发射体通过其通过非辐射通道的衰变而淬灭，从而导致对于放置在等离子体纳米结构的$<$ 10 nm内的发射体的不活动区的信念。在这里，我们表明，在紧密耦合的等离子体共振器形成纳米腔“淬火淬火”由于等离子体混合。与孤立的纳米粒子不同，等离子体纳米腔显示出模式杂交，其通过辐射通道大大增强了发射体激发和衰变。这为实现与等离子体激元的单分子强耦合创造了理想的条件，这在动态拉比振荡中是显而易见的，并且通过DNA折纸的横向依赖发射器放置进行了实验证实。
2017-02-22 physics.optics
Simple experimental procedures to distinguish photothermal from hot-carrier processes in plasmonics
等离子体金属纳米颗粒的光吸收和散射可以导致非平衡载流子、强电磁近场和热生成，在从化学和物理传感到纳米医学以及用于燃料和化学品的可持续生产的微电子学的广泛领域中具有有前途的应用。然而，解开等离子体激元驱动过程中的热贡献和非热贡献的相对贡献是困难的。纳米尺度的温度测量在技术上具有挑战性，而宏观尺度的实验通常以集体加热效应为特征，这往往会使实际的温度升高不可预测。这项工作的目的是帮助读者实验检测和量化光热等离子体激元驱动的化学反应中的影响，区分他们的贡献，由于光化学过程，并投在当前的文献批判性的眼光。为了这个目的，我们审查，并在某些情况下提出，七个简单的实验程序，不需要使用复杂或昂贵的热显微镜技术。这些建议的程序适用于广泛的实验和研究领域，其中光热效应需要评估，如等离子体辅助化学，多相催化，光催化，生物传感和增强分子光谱。
2020-05-09 physics.chem-ph physics.optics
Maximizing nanoparticle light absorption: size, geometry, and a prospect for metal alloys
本文通过分解光与纳米颗粒的相互作用，揭示辐射阻尼是决定最佳光学损耗的关键，并提出利用合金化灵活调控损耗，从而显著提升等离激元纳米颗粒的光吸收性能。
2025-02-06 physics.app-ph physics.optics
Quality factor of plasmonic monopartite and bipartite surface lattice resonances
表面晶格共振（SLR）是由局域表面等离子体（LSP）和传播的瑞利反常（RA）之间的杂交产生的纳米颗粒共振的集体激发。与相应的LSP相比，SLR表现出更高的品质因数。事实上，由于品质因数取决于组成共振和它们的杂化，如何以解析形式将其参数化是一个重要的问题。我们已经研究了角分辨和偏振分辨反射光谱，时间耦合模理论（CMT）和时域有限差分（FDTD）模拟所产生的二维金单组分纳米粒子阵列的SLR。的SLR的散射矩阵的制定，揭示了光谱失谐和LSP和RA之间的相互作用强度在管理的品质因数的重要性。然后，我们扩展CMT方法来研究二分阵列，其中纳米颗粒二聚体，并发现两个LSP之间的耦合起着重要作用，进一步提高品质因数。具体地，耦合参与控制失谐因子以及确定耦合的亮或暗模式是否与RA杂交。暗模式杂交可以强烈地增强品质因数，这在单组分对应物中是不可能的。
2021-08-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Leveraging Plasmonic Hot Electrons to Quench Defect Emission in Metal -- Semiconductor Nanostructured Hybrids: Experiment and Modeling
该研究通过实验与半经典建模，揭示了嵌入金纳米颗粒的氧化锌纳米棒中缺陷发光猝灭、近带边发射增强的机制，为杂化等离子体系统热载流子动力学研究提供了通用基础。
2023-07-19 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Visible Light-Activated Photosensitization of Hybridization of Far-red Fluorescent Protein and Silk
荧光蛋白通常导致光毒性和细胞毒性，特别是因为一些红色荧光蛋白（RFP）产生和释放活性氧（ROS）。ROS的光生成被认为是细胞成像中的有害副作用，或者被主动用于消融癌组织。作为古老的纺织品或生物材料，蚕产生的蚕丝可以直接用作织物或加工成材料和结构，以承载其他功能纳米材料。我们报告说，远红荧光蛋白（mKate2）与丝绸的转基因融合提供了一个光敏剂杂交平台，光诱导控制活性氧。利用绿色（可见）光激活，天然和再生的mKate 2丝可以以与可见光驱动的等离子体光催化相当的方式产生和释放超氧化物和单线态氧。因此，mKate2在丝中的基因表达提供了立即可开发和可扩展的光催化剂样生物材料。我们进一步设想，mKate2丝可以潜在地排除与外来半导体光催化纳米材料相关的危险问题。
2018-02-26 physics.chem-ph physics.optics
Enhanced chiral response of hybrid photonic structures empowered by Mie resonances
Harbin Institute of Technology（哈尔滨工业大学）；Australian National University（澳大利亚国立大学）
本文提出利用Mie共振与等离激元杂化，在混合超表面中实现手性响应增强与符号翻转，并扩展至非线性手性发射，为紧凑型手性器件提供新机制。
2026-09-14 physics.optics
Observation of plasmonic exceptional points
被称为例外点（EPs）的非厄米奇性已被证明具有增加的灵敏度，但迄今为止，对EPs的观察仅限于受衍射极限影响的波长缩放系统。我们提出了一种新的方法EP和报告他们的第一次观察等离子体激元在室温下。等离子体激元EP基于多层等离子体激元晶体中失谐共振的杂交，以达到纳米天线阵列之间的临界复杂耦合率，并且导致共振和损耗率的同时合并。由于等离子体缩小了光的波长，使其与生物相关物质相容，因此观察到抗免疫球蛋白G（血液循环中最常见的抗体）的增强感测。我们的工作开辟了一条道路，一类新的纳米器件，传感器和成像器的基础上拓扑极化效应。
2019-04-01 physics.optics
Exceptional broadband absorption of nanoporous gold explained by plasmonic resonances at dangling ligaments
Hamburg University of Technology（汉堡工业大学）；Institute of Optical and Electronic Materials, Hamburg University of Technology（汉堡工业大学光学与电子材料研究所）；Helmholtz-Zentrum Geesthacht（赫尔姆霍茨盖斯特哈赫特中心）；Institute of Functional Materials for Sustainability, Helmholtz-Zentrum Geesthacht（赫尔姆霍茨盖斯特哈赫特中心可持续功能材料研究所）
研究通过模拟揭示了纳米多孔金宽带吸收的物理机制，发现悬空配体表面的等离子体共振是主要贡献因素，为光催化和传感应用提供新思路。
2025-10-21 physics.optics
Hybridization of photon-plasmon modes in metal-coated microtubular cavities
在镀有金属层的光学微腔中，共振光与表面等离子体激元的耦合导致了光子-等离子体激元混合模的形成。在这里，我们全面研究了基于光等离子体微管腔的光子等离子体模式的杂交机制。通过改变腔体结构和金属层厚度，根据光子-等离子体激元耦合强度的不同，表现出弱、中等和强杂化共振模式。一个有效的潜在的方法来说明杂交的光子等离子体激元模式依赖于光限制的腔壁和金属层引入的势垒之间的竞争。我们的工作揭示了金属包覆回音壁模式微腔中混合模式产生的基本物理机制，对于增强光-物质相互作用的研究和潜在的传感应用具有重要意义。
2016-05-03 physics.optics
Spoof Plasmon Hybridization
紧密间隔的纳米颗粒之间的等离子体杂交产生新的混合模式中没有发现个别成分，允许工程的共振特性和场增强能力的金属纳米结构。迄今为止，等离子体杂交的实验验证主要限于光学频率，因为金属不能支持更长波长的表面等离子体。在这里，我们介绍了“欺骗等离子体杂交”的概念，在高导电金属结构和实验研究局部表面等离子体共振（LSPR）在相邻的金属盘波纹与亚波长螺旋图案的相互作用。我们发现，杂化的结果在分裂的欺骗等离子体振子模式成键和反键共振类似的分子轨道规则和光谱等离子体杂化。这些混合模式可以被操纵，以产生巨大的场增强（大于5000），通过调整磁盘之间的分离，或者可选地，磁盘的大小，这有效地改变了相对间隙的大小。辐射损失的影响被认为是找出最佳的磁盘大小，最大限度地提高现场增强能力。我们的研究不仅扩展了杂交模型的适用范围，而且还提供了有见地的指导出口与等离子体杂交到较低的光谱范围的令人兴奋的应用程序。
2016-10-12 physics.optics
Optical scattering resonances of single plasmonic nanoantennas
我们使用共焦散射光谱研究了单个二聚体纳米天线的远场光学共振。具有不同的臂长和粒子间间隙大小的单天线阵列上的实验表明，由于几何共振和等离子体激元杂交的组合，等离子体激元模式的大的光谱位移。所有的共振大大拓宽相比，那些小纳米棒在准静态限制，我们归因于一个大大增强的天线模式的辐射阻尼。的散射光谱进行了比较，证明了近场和远场特性的半波天线与严格的模型计算。
2007-06-26 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Modulating light with light via giant nano-opto-mechanical nonlinearity of plasmonic metamaterial
从1926年Vavilow和Levshin对可饱和吸收的演示开始，随着激光器的发明，强非线性材料的不可用性成为发展光学信号处理的关键障碍，特别是在透明电信网络中。今天，最先进的光子开关材料利用半导体中的增益动力学和近带和激子效应，有机介质中的非线性与弱局域电子和非线性通过与超材料杂交而增强。在这里，我们报告一种新型的人工非线性，是纳米光机械的性质。它是在由柔性纳米膜支撑的等离子体元分子的人造超材料阵列中观察到的。在这里，非线性是由光引起的结构的可逆重构所支撑的。在一个只有100纳米厚的薄膜中，我们用毫瓦功率的电信二极管激光器演示了光与光的调制。
2015-06-18 physics.optics
Resonant enhancement of Raman scattering in metamaterials with hybrid electromagnetic and plasmonic resonances
研究了一种由（Al/ZnS/Al）薄膜组成的三层超材料的完美光吸收体，该超材料的顶部铝层被图案化为圆盘纳米天线阵列，用于共振增强沉积在超材料上的C-60富勒烯分子的拉曼散射。超材料被设计为具有由于在拉曼泵浦频率（725 nm）处的等离子体和电磁共振而产生的共振带以及斯托克斯发射带。从C60的拉曼散射的超材料与共振匹配的频带被测量到增强一个数量级以上的非共振吸收带峰值在1090 nm的超材料从C60。由于与传播的表面等离子体激元带的共振，拉曼泵浦被显著增强，而高阻抗匹配的电磁共振被期望有效地耦合出拉曼发射。通过数值模拟研究了等离子体共振和电磁共振形成复合共振的性质和杂交。
2016-03-08 physics.optics
Hot-electron dynamics in plasmonic nanostructures
本综述聚焦等离子体纳米结构中的热电子动力学，阐述其产生机制、理论与实验研究方法，以及相关效应在多领域的应用，为相关未来技术发展提供基础支撑。
2023-12-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Long Range Coupling between Metallic Nanocavities
当两个或更多个金属纳米颗粒非常接近时，它们的等离子体激元模式可以通过近场相互作用，导致耦合系统的额外共振或导致它们的共振频率的偏移。这个过程类似于原子杂交，如Gersten和Nitzan提出的，并由Nordlander等人建模。等离子体模式之间的耦合可以是同相（对称）或异相（反对称），相应地反映了这种配置的“键合”和“反键合”性质。由于入射光重新分布金属纳米颗粒周围的电荷分布，其偏振特性在杂化后的能级景观的非线性光学探测中起着重要作用。因此，控制金属纳米结构之间的耦合性质是非常重要的，因为它能够调节它们的光谱响应，从而产生可能超过衍射极限的新型器件。
2014-02-25 physics.optics
Hybridized Plasmons in 2D Nanoslits: From Graphene to Anisotropic 2D Materials
复杂纳米结构中的等离子体激元耦合和杂交构成了在纳米尺度上控制光的肥沃操场。在这里，我们提出了一个半解析模型来描述沿二维纳米狭缝引导的混合等离子体激元模式的出现。特别是，我们发现两个新的耦合等离子体共振所产生的对称和反对称杂交的边缘等离子体的组成半片。这些引起的反键和键合模式，躺在上面和下面的裸边等离子体激元的能量。我们的处理是特别通用的，能够考虑任意宽度的狭缝，并且无论2D导电材料如何（例如，掺杂的石墨烯、2D过渡金属二硫属化物或磷烯）。我们推导了二维纳米狭缝的混合模式的色散关系以及相应的感应电势和电场分布。我们还讨论了一个2D狭缝的等离子体光谱与一个从它的互补结构，即一个带。最后，考虑了由各向异性2D材料制成的纳米狭缝的情况。针对黑磷（这是高度各向异性），我们研究了其沿两个主晶轴的等离子体光谱的特点。我们的研究结果为复杂的2D纳米结构中等离子体激元的相互作用提供了见解，从而扩展了2D材料中等离子体激元共振的当前工具包，并为未来基于原子薄等离子体激元的紧凑型设备的出现铺平了道路。
2017-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Substrate-driven topological engineering in plasmonic Su-Schrieffer-Heeger chains
Institut für Physik, Carl von Ossietzky Universität（卡尔·冯·奥西茨基大学物理研究所）
通过等离子体SSH链与电磁环境的相互作用，利用长程和短程衬底耦合实现拓扑带结构工程，诱导拓扑保护边缘态。
2026-09-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Complex k band diagrams of 3D metamaterial/photonic crystals
提出了一种求解三维超材料/光子晶体系统复色散曲线的有限元方法。这种三维方法是以前报道的二维特征值方法的推广。这种方法对于分析包含色散的周期性系统（例如，等离子体）材料，用于计算k空间中的等离子体表面，以及用于计算倏逝波的衰减长度。两个具体的例子被认为是：一个光子晶体包括电介质球和等离子体渔网结构。杂交和避免米氏共振和传播模式之间的交叉数值证明。四个电磁模式区分其对称性的负折射率传播的等离子体激元渔网预测。通过计算等值线，我们还证明了渔网结构是一个双曲介质。
2011-05-31 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Energy and Momentum Distribution of Surface Plasmon-induced Hot Carriers Isolated via Spatiotemporal Separation
了解光子诱导和等离子体激元诱导的热电子之间的差异对于构建等离子体激元能量转换器件至关重要。等离子体增强在光化学、光化学和光捕获中的作用机制，特别是热载流子的作用仍在大量讨论中。问题仍然存在，如果等离子体激元诱导和光子诱导的热载流子是根本不同的，或者如果等离子体激元增强只是场浓度的影响，产生更多的这些载流子。对于体等离子体共振，一个根本的区别是已知的，但对于技术上重要的表面等离子体，这是远远没有解决。表面等离子体激元诱导的热载流子的直接成像可以提供重要的见解，但驱动激光，场增强和基本等离子体激元衰减的影响的分离已被证明是困难的。在这里，我们提出了一种方法，使用双色飞秒泵浦-探测方案的时间分辨2光子光电发射（TR-2 PPE），支持的光和等离子体激元能量流的理论分析。利用能量分辨光电发射电子显微镜（PEEM）和动量显微镜（Momentum Microscopy）观察了表面等离子体激元（SPP）脉冲沿金表面传播过程中光致电子的空间演化，分离了等离子体激元诱导的热电子和光致电子的能量和动量分布。利用该方案，我们实现了对等离子体激元诱导超热电子的直接实验研究。我们发现了一个等离子体增强高激发能和小的面内动量，这表明了一个根本不同的机制，热电子产生，如以前未知的表面等离子体。
2021-07-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Van der Waals Nanoantennas on Gold as Hosts for Hybrid Mie-Plasmonic Resonances
本研究构建金上WS$_2$范德华纳米天线混合系统，实现米氏共振与等离激元模式杂化，获得高达20倍品质因子提升及超腔模式，显著增强电场与Purcell因子，为纳米光子学和传感提供新可能。
2023-05-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Strongly Enhanced and Directionally Tunable Second-Harmonic Radiation by a Plasmonic Particle-in-Cavity Nanoantenna
二次谐波在非线性传感、显微镜和通信系统中具有重要的应用价值。当前设计的最大挑战之一是增强SH信号并同时以高方向性调谐其辐射方向。与以体偶极模式为主的线性等离子体散射相比，在加倍频率下的复杂表面诱导多极源设置了基本限制以控制来自金属纳米结构的SH辐射。在这项工作中，我们利用等离子体杂化机制与一个特殊的选择规则管理的SH辐射，实现高强度和可调方向的发射由金属粒子在腔纳米天线（PIC NA）。纳米天线建模与第一原理，自洽边界元法，它考虑了泵波的损耗。巨大的SH增强来自于小颗粒和大腔体之间的杂化间隙等离子体共振，该腔体用作聚光器和反射器。PIC-NA的中心对称性破缺不仅改变了间隙等离子体激元模式，增强了SH信号，而且使SH波重定向，具有单向发射。与现有文献相比，PIC-NA具有显著更大的SH转化效率。通过调整粒子的位置，辐射图案的主光束可以在宽角度上转向。
2016-11-15 physics.optics
Hybrid cavity-antenna architecture for strong and tunable sideband-selective molecular Raman scattering enhancement
本文提出一种耦合可调法布里-珀罗微腔与等离激元纳米立方体天线的混合架构，通过模式杂化实现窄带共振，在保持强拉曼散射增强的同时实现对分子振动谱线的选择性寻址，为分子光机械学动态反作用奠定基础。
2023-06-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Hybrid Bound States in Continuum for Enhanced Sensing and Light Manipulation
光可以受到光学谐振器中的介电常数变化的影响，从而实现光学传感器、调制器和光学开关。简单地说，寻求每电容率变化的强度的高相对变化，标记为品质因数FOM*。该FOM* 与谐振器的品质因数Q和灵敏度S的乘积成比例。在已知的谐振器中，Q的增加总是伴随着S的减小，从而使FOM* 保持恒定。谐振器的混合一直被报道仅导致其性能的平均。在这里，我们从理论上表明，在连续（BIC）的束缚态衍射的光打破了这一规则。它的FOM* 通过杂化强烈增加，从而优于纯电介质或等离子体激元BIC。我们提出了一个对称的波导几何实现拓扑保护的混合BIC，开发一种基于聚合物的制造技术，并显示混合BIC的第一个实验证据。
2019-12-12 physics.optics
Collective light-matter interaction in plasmonic waveguide quantum electrodynamics
School of Physics and CRANN Institute, Trinity College Dublin（都柏林三一学院物理与CRANN研究所）
研究了等离子体波导量子电动力学中集体光-物质相互作用的特性，通过分析Rabi振荡和衰减行为，揭示了混合等离子体极子的弱耦合和强耦合区域。
2026-02-20 physics.optics quant-ph
Strong Coupling of Two-Dimensional Excitons and Plasmonic Photonic Crystals: Microscopic Theory Reveals Triplet Spectra
本文发展了自洽Maxwell-Bloch理论，研究TMDC单层与等离激元光子晶体的强耦合，揭示金-MoSe₂结构中超过100 meV的劈裂及三重发射峰形成机制。
2023-09-18 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Engineering Hybrid Resonances in Nanophotonics
Singapore University of Technology and Design (SUTD)（新加坡科技设计大学）；Quantum Innovation Centre (Q. InC), Agency for Science Technology and Research (A*STAR)（科学技术研究局量子创新中心）；Department of Materials Science and Engineering, National University of Singapore（新加坡国立大学材料科学与工程系）；Department of Electrical and Computer Engineering, National University of Singapore（新加坡国立大学电气与计算机工程系）；Singapore-HUJ Alliance for Research and Enterprise (SHARE), The Smart Grippers for Soft Robotics (SGSR) Programme, Campus for Research Excellence and Technological Enterprise (CREATE)（卓越研究与科技企业园新加坡-希伯来大学科研联盟智能软体机器人夹爪项目）；Graduate School of Artificial Intelligence, Pohang University of Science and Technology (POSTECH)（浦项科技大学人工智能研究生院）；Institute of Materials Research and Engineering (IMRE), Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)（科学技术研究局材料研究与工程研究所）；School of Electronic Science and Engineering, Southeast University（东南大学电子科学与工程学院）；Department of Mechanical Engineering, Pohang University of Science and Technology (POSTECH)（浦项科技大学机械工程系）；Department of Chemical Engineering, Pohang University of Science and Technology (POSTECH)（浦项科技大学化学工程系）；Department of Electrical Engineering, Pohang University of Science and Technology (POSTECH)（浦项科技大学电气工程系）；POSCO−POSTECH-RIST Convergence Research Center for Flat Optics and Metaphotonics（浦项-浦项科技大学-RIST平面光学与超光子学交叉研究中心）；Research School of Physics, Australian National University（澳大利亚国立大学物理研究学院）
本文研究了通过结合等离子体共振和介电米氏共振来克服单一系统限制，提升纳米光子学功能和应用的混合共振设计方法，并探讨了其在不同应用领域中的性能。
2026-05-20 physics.optics
The Effect of Spike Geometry on the Linear and Nonlinear Plasmonic Properties of Gold Nanourchins
本文通过稳态/瞬态吸收光谱与电磁模拟，系统研究了金纳米海胆尖刺几何形状对其等离子体共振的影响，揭示暗模式、避雷针效应及尖刺纵横比与分布对共振红移和场增强的关键作用。
2025-07-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Enhanced Delayed Fluorescence in Tetracene Crystals by Strong Light-Matter Coupling
我们在实验上证明了增强的延迟荧光并四苯单晶强烈耦合到由等离子体纳米粒子阵列形成的开放腔中的光学模式。单重态激子与阵列中的集体等离子体激元共振的杂交导致材料色散分裂成较低和较高的极化激元带。这种分裂显着修改的光激发并四苯晶体的动力学，导致延迟荧光的增加了四倍。增强的延迟荧光归因于额外的辐射衰变通道的出现，其中较低的极化激元带收获长寿命的三重态。总发射也有增加，这是波长相关的，可以解释为从较低的极化激元带的直接发射，更有效的光耦合和激发强度的增强。所观察到的增强的荧光打开了在开放光学腔中有效捕获辐射三重态的可能性，以改善有机发光二极管的性能。
2019-07-03 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph physics.optics
Plasmon-interband hybridization and anomalous production of hot electrons in aluminum nanoantennas
本研究观测到铝纳米棒内局域表面等离激元共振与带间跃迁的强耦合现象，证实其可在近红外区实现高效热电子产生，为光化学、光电探测等领域提供了新型热电子源。
2025-06-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
