Terahertz lasing conditions of radiative and nonradiative propagating plasmon modes in graphene-coated cylinders
人们对填补小型化太赫兹/中红外辐射源的空白越来越感兴趣，特别是将这些源并入微/纳米光子电路中。利用严格的电磁场方法，研究了表面等离子体激元辐射和非辐射模式的激射条件和电调谐特性。不同的表面等离子体激元模式的激射条件的详细分析表明，有一个突变时，模式成为非辐射所需的增益。虽然辐射模式，受到辐射和欧姆损失，预计需要更多的增益补偿比非辐射模式，我们发现，违反直觉，增益补偿是更大的非辐射模式。这是解释在场的分布发生变化时，从等离子体激元到光子的模式开关的字符。最后，我们评估了我们的建议的可行性，通过使用一个现实主义的增益介质，并显示一个相对较低的粒子数反转所需的受激发射的研究系统。
2022-08-13 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Ag colloids and arrays for plasmonic non-radiative energy transfer from quantum dots to a quantum well
银纳米粒子的胶体和有序阵列的形式被用来证明等离子体介导的非辐射能量转移从量子点的量子阱具有不同的顶部势垒厚度。等离子体介导的能量转移效率高达~25%的观察与银胶体。发现等离子体激元介导的能量转移的距离依赖性遵循与直接量子点到量子阱的能量转移相同的d^{-4}依赖性。也有证据表明，在相互作用的特征距离的增加，从而表明它遵循Förster类模型与银纳米粒子-量子点作为增强的施主偶极子。有序银纳米粒子阵列显示等离子体介导的能量转移效率高达~ 21%。为了探索阵列系统的可调谐性，两个不同的几何形状的阵列。它表明，改变阵列的几何形状允许从整体淬火的受体量子阱发射增强，以及控制之间的竞争的量子点供体淬火和能量转移速率的过渡。
2016-09-12 physics.optics
Opening stop-gaps in plasmonic crystals by tuning the radiative coupling of surface plasmons to diffracted orders
通过调整局部表面等离子体的辐射耦合到衍射级，我们演示了如何在纳米棒的等离子体晶体中的阻隙可以打开和调整。阻隙产生于表面晶格共振（SLR）的相互耦合，所述表面晶格共振是与反向传播的表面极化激元相关联的集体共振。我们提出了三种不同的纳米棒阵列的实验结果，在那里我们展示了如何通过修改棒的尺寸来控制SLR的分散。结合实验与数值模拟，我们展示了如何通过调整一个单一的结构因素，可以定制的阻隙的属性。我们发现随着纳米棒宽度的增加，阻隙的中心频率呈二次曲线下降，阻隙的频率宽度呈线性上升，驻波的面内动量宽度呈二次曲线上升.这些关系适用于宽范围的纳米棒宽度，包括阵列的占空比在20%至80%之间。我们讨论的物理耦合振荡器模拟，其中涉及的可调谐的阻隙等离子体激元模式的耦合强度。
2011-10-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Analytical study of the plasmonic modes of metal nanoparticle circular array
我们分析了金属纳米颗粒圆形阵列的等离子体模式。给出了本征模问题的封闭形式解。对于每一个极化，等离子体模式与最高的质量被发现是一个反相模式。我们发现，在辐射损失的显着抑制可以理解为在辐射线宽的偶极辐射项的取消。剩余的有限辐射线宽随着粒子数的增加而指数减小。
2007-12-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Radiative coupling between plasmon and electron-hole pairs in a metallic film based on extended Bohm-Pines theory
本文提出扩展Bohm-Pines理论，统一描述金属薄膜中等离激元与电子-空穴对的辐射耦合，揭示频率依赖的IQE峰新机制，为热载流子动力学和能量转换设计提供理论基础。
2025-05-26 physics.optics
Ultralow radiative heat flux by Anderson localization in quasiperiodic plasmonic chains
Harbin Institute of Technology, Shenzhen（哈尔滨工业大学（深圳））；Shanxi University（山西大学）
本研究通过准周期等离子体链实现辐射热流的超低传输，揭示了安德森局域化与多体相互作用之间的关系，为纳米尺度热管理提供了新策略。
2026-02-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quenching, plasmonic and radiative decays in nanogap emitting devices
通过将量子发射器放置在由两个几乎接触的金属纳米颗粒组成的纳米间隙的口中，获得了发射速率的显著增加。这种机制是现代等离子体纳米天线设计的核心。然而，由于缺乏关于纳米间隙中不同衰减速率（发射、猝灭和金属吸收）之间的平衡的一般知识，基于纳米间隙的发光器件的设计以相当危险的方式进行;目前不存在一般直观的配方。精确和简单的封闭形式的表达式的猝灭率和衰减到间隙等离子体激元的速率，我们提供了一个全面的分析纳米间隙发光器件的限制小间隙厚度。我们公开了间隙等离子体激元的总衰减率可以在很大程度上克服特定选择的金属和绝缘体材料的淬灭，而不管间隙大小。面对这些理论预测，我们提供了一个全面的数值分析的纳米立方型天线的小间隙厚度的限制，并进一步提供光子辐射效率的上限。
2015-10-28 physics.optics
Selective Radiative Heating of Nanostructures Using Hyperbolic Metamaterials
提出利用环形透明双曲超材料调控等离激元共振角模式，实现亚波长纳米线间的选择性辐射加热，可用于辐射热管理。
2014-12-16 physics.optics
Deterministic radiative coupling between plasmonic nanoantennas and semiconducting nanowire quantum dots
我们报告了在可见光和等离子体激元Au纳米天线中发射的单个半导体纳米线量子点之间的确定性耦合。这两个系统分别仔细地通过microphotoluminescence和阴极射线发光的特点。使用阴极发光的两步重新对准过程允许电子束光刻单个纳米线量子点附近的Au天线，精度为50 nm。在天线制造之前和之后测量一套完整的光学特性。它们证明了NW吸收的增加和量子点发射速率的提高，在天线存在下达到因子2。
2016-04-06 cond-mat.other 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
Resonance frequency and radiative Q-factor of plasmonic and dielectric modes of small objects
真空中远小于入射波长的非磁性物体的电磁散射共振，当其介电常数为负值时，可用麦克斯韦方程组的电准静态近似描述;当其介电常数为正值且足够高时，可用磁准静态近似描述。然而，这两个近似值不能正确地解释当物体的尺寸变得与工作波长相当时共振的频移和辐射展宽。本文导出了任意形状物体的电准静态和磁准静态共振的辐射修正，它只依赖于准静态电流模。然后，介绍了小物体的等离子体激元和介电模式的频移和辐射Q因子的封闭形式表达式，其中对物体的材料和尺寸的依赖性进行了因式分解。特别是，它示出的辐射Q因子明确地依赖于准静态模式的多极分量。
2020-08-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Purcell radiative rate enhancement of label-free proteins with ultraviolet aluminum plasmonics
绝大多数蛋白质本身在紫外线下都是荧光的，这要归功于它们的色氨酸和酪氨酸氨基酸成分的发射。然而，蛋白质自发荧光量子产率通常非常低，这是由于蛋白质内部的其他氨基酸的主要猝灭机制。这激发了使用纳米光子结构来增强蛋白质的辐射发射率的兴趣。虽然已经有许多报告的Purcell效应和局部光态密度（LDOS）控制在可见光范围内使用单偶极量子发射器，问题仍然是开放的，以应用这些概念在紫外线上的实际蛋白质含有几个色氨酸和酪氨酸氨基酸排列在一个高度复杂的方式。在这里，我们报告的第一个完整的表征珀塞尔效应和辐射率增强的紫外固有荧光的无标记\b{eta} -半乳糖苷酶和链霉亲和素蛋白质等离子体铝纳米孔。我们发现一个很好的协议与使用高量子产率的UV荧光染料进行校准。证明和增强Purcell效应对于UV等离子体激元学的应用和单个蛋白质的无标记检测是必不可少的。
2021-07-13 physics.bio-ph 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
Real-time phase-shift detection of the surface plasmon resonance
研究了一种直接测量激光束在金属薄膜表面激发表面等离子体激元后反射的相位的方法。该方法允许实时访问相位信息，它增加了数据采集的可能速度，并且因此可以证明对于增加基于表面等离子体的传感器的灵敏度是有用的。
2010-05-29 physics.optics
Retardation effects on the dispersion and propagation of plasmons in metallic nanoparticle chains
我们考虑一个规则间隔的球形金属纳米颗粒链，其中每个颗粒支持三个简并局域表面等离子体。由于纳米颗粒之间的偶极相互作用，局域等离子体激元耦合形成扩展的集体模式。使用一个开放量子系统的方法，其中集体等离子体相互作用与真空电磁模式，重要的是，很容易通过光-物质耦合结合延迟，我们分析评估所产生的辐射频率偏移的等离子体能带结构。对于亚波长大小的纳米粒子，我们的分析处理提供了一个很好的定量协议的结果来自费力的数值计算的基础上完全延迟的解决方案麦克斯韦方程组。事实上，我们提供的等离子体光谱的显式表达式展示了如何包括延迟引起的对数奇异性的横向极化等离子体的能带结构。我们进一步研究了延迟效应对等离子激元沿链传播的影响。而对于纵模，延迟有一个可以忽略的影响，我们发现，延迟偶极相互作用可以显着修改的情况下，横向偏振模式的等离子体传播。此外，我们的研究结果阐明了纳米等离子体激元系统中的辐射效应与原子物理学中的合作兰姆位移之间的相似性。
2017-12-08 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Strong plasmonic enhancement of biexciton emission: controlled coupling of a single quantum dot to a gold nanocone antenna
多激子跃迁和每次激发发射几个光子构成了用于光电子学应用的半导体量子点的非常有吸引力的特征。然而，这些高阶辐射过程通常在胶体量子点中被俄歇和其他非辐射衰变通道猝灭。为了提高多激子量子效率，几个研究小组已经探索了等离子体增强，到目前为止有中等的结果。通过在金纳米锥天线的近场中控制单个量子点的定位，我们分别在60%和70%的量子效率下将单激子和双激子的辐射衰减率提高了109和100倍，与数值计算的结果非常一致。我们讨论了我们的工作对未来纳米光学的基础和应用研究的影响。
2016-08-28 physics.optics
Enhancement of four reflection shifts by a three-layer surface plasmon resonance
我们研究了表面等离子体共振对Goos-Hanchen和Imbert-Fedorov空间和角度位移的影响，通过考虑由玻璃、金和空气制成的三层系统来反射光束。我们计算这些空间和角度的变化作为入射角的函数，表明它们强烈增强对应的共振角。特别是，我们发现巨大的空间和角古斯-汉臣shits的p波光接近等离子体共振。我们还预测了一个类似的，但不太明显，共振效应的空间和角度Imbert-Fedorov位移的s波和p波光。
2012-11-05 physics.optics
Giant Goos-Hänchen shift in Scattering: the role of interfering Localized Plasmon modes
在平面界面上通常观察到束流的纵向和横向位移，即古斯-汉兴（GH）和自旋-霍尔（SH）位移。最近已经表明，横向SH位移也可能由于平面波的散射而产生。在这里，我们表明，类似的平面（纵向）位移也存在于平面波从微/纳米系统的散射。我们研究了GH和SH位移等离子体金属纳米粒子/纳米结构和介电微粒采用统一的框架，利用散射波的坡印廷矢量的横向分量。结果表明等离子体纳米结构中相邻共振模式的干扰（例如，金属球中的电偶极和四极模式）导致来自这种系统的散射中GH位移的巨大增强。我们还解开有趣的相关性，这些变化与偏振参数，双衰减和延迟。
2014-04-04 physics.optics
Optical scattering imaging with sub-nanometer precision based on position-ultra-sensitive giant Lamb shift
State Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Technologies, School of Physics, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院光电材料与技术国家重点实验室）
本研究利用等离激元纳米结构附近量子发射体的巨兰姆位移对位置和偏振超灵敏的特性，提出通过探测散射光谱实现亚纳米精度光学定位与偏振显微的方案，规避荧光猝灭问题，适用场景更广。
2023-06-04 physics.optics quant-ph
Programmable Quantum Mode Switches via Plasmonic Toroidal Nanoantennae
Bilkent University（比尔肯特大学）；UNAM - National Nanotechnology Research Center and Institute of Materials Science and Nanotechnology, Bilkent University（比尔肯特大学国家纳米技术研究与应用中心及材料科学与纳米技术研究所）
本文研究了利用等离子体纳米天线实现量子模式光谱响应的可编程开关，通过局部响应有限差分时域模拟，展示了通过引入有效的洛伦兹量子对象（QOs）实现高对比度光谱切换，为单个或多个QO配置的光谱检测和单模式切换提供了新的架构。
2026-05-18 physics.comp-ph physics.optics quant-ph
Radiative control of localized excitons at room temperature with an ultracompact tip-enhanced plasmonic nano-cavity
在原子级薄的半导体材料中，局域激子（X $_L$）与光的耦合通过辐射弛豫过程表现出单量子发射行为，为量子通信提供了一类新的光源。然而，在大多数研究中，X $_L$光致发光（PL）的晶体缺陷主要是在低温条件下观察到的，因为它们的亚波长发射区和低的量子产率在室温下。此外，设计辐射弛豫特性，例如，发射区域、强度和能量仍然具有挑战性。在这里，我们提出了一种等离子体天线与三尖几何形状，以诱导和控制X $_L$发射的WSe $_2$单层（ML）在室温下。通过将ML晶体放置在通过级联多米诺光刻制造的曲率半径<1 nm的蝴蝶结天线中的两个尖锐的Au尖端上，我们有效地在纳米级区域中诱导拉伸应变以创建鲁棒的X $_L$状态。然后将具有尖端增强光致发光（TEPL）光谱的Au尖端添加到应变区以探测和控制X $_L$发射。随着X $_L$的TEPL增强高达~10 $^6$的三尖尖装置中，实验结果表明，可控的X $_L$发射在<30 nm的区域与PL能量漂移高达40 meV，解决了尖端增强PL和拉曼成像与<15 nm的空间分辨率。我们的方法提供了一种系统的方法来控制局域量子光在二维半导体提供了新的策略，主动量子纳米光学器件。
2020-09-14 physics.optics
Weak and Strong coupling regimes in plasmonic-QED
本文提出了单模波导谐振腔中二能级发射体与表面等离子体激元相互作用的量子理论。基于格林函数的方法，我们开发的条件弱耦合和强耦合制度，考虑到耗散和退相干的来源：辐射和非辐射衰变，在发射器的内部损耗过程，以及在谐振器中的等离子体激元的传播和泄漏损失。该理论是支持几个量子发射器，GaAs和CdSe量子点和NV中心的数值计算与不同类型的谐振器构造的混合，圆柱形或楔形波导。我们进一步研究了温度和谐振腔长度的作用。假设现实的泄漏率，我们发现存在一个最佳的长度在强耦合是可能的。我们的计算表明，当在非常低的温度（<4K）下工作时，等离子体共振器中的强耦合机制在当前技术内是可访问的。在弱耦合区，我们的理论解释了最近的实验结果。通过进一步优化，我们发现NV中心在室温下具有超过1000的Purcell因子的高度增强的自发发射。最后讨论了量子非线性光学和等离激元-等离激元相互作用的应用。
2013-03-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Plasmonic Quantum Yield Enhancement of a Single Molecule Near a Nanoegg
我们调查的偶极有源模式的辐射衰减率和量子产率的nanoegg附近的激发分子通过模式混合的偶极模式与高阶表面等离子体模式的nanoegg形成的影响。的Purcell因子，由发射器的功率耗散率，天线效率的nanoegg，以及量子产率的增强的发射器，使用准静态近似和辐射的半经典理论，以下Gersten-Nitzan和福特-韦伯的方法进行了研究。与同心纳米壳相比，我们发现介电核-金属壳纳米蛋是一种更有效的等离子体纳米天线，用于增强单个发射器的辐射衰减速率。发现发射体的量子产率在纳米壳附近更增强，而其发射速率在纳米蛋附近更增强。
2020-02-21 physics.optics
The smallest free-electron sphere sustaining multipolar surface plasmon oscillation
我们研究了一个简单的金属球的表面等离子体激元模式的振荡频率和辐射衰减率作为球半径的函数，没有任何假设的球的大小。我们重新审视经典电动力学的框架内的多极等离子体激元频率在所谓的“低半径限制”的经典图片通常的期望。
2008-04-16 physics.optics
Spectral behavior of localized plasmon resonances in the near- and far-field regimes. Comment on The spectral shift between near- and far-field resonances of optical nano-antennas
在Menzel等人最近的一篇论文中（Opt. Exp. 22，9971（2014）），其作者分析了远场和近场区域之间的金属纳米天线的等离子体共振的光谱红移效应。在这里，我们证明了他们对这种效应的解释与最近在Langmuir 29，6715（2013）中报道的观点相同;然而，前者是不完整的，需要一些注释和澄清，需要额外的相关概念和物理意义的论点。
2014-07-16 physics.optics
Near-field radiative heat transfer between dissimilar materials mediated by coupled surface phonon- and plasmon-polaritons
近场辐射热传递（NFRHT）支持表面极化激元的不同材料之间的红外是至关重要的应用，如光子热整流和近场热光电转换。在这里，我们测量由6 H-SiC和掺杂Si制成的毫米级表面之间的NFRHT，分别支持红外线中的表面声子极化激元（SPhPs）和表面等离子体激元（SPPs），通过SiO2纳米柱保持的150 nm厚的真空间隙间隔分开。为了比较的目的，还在两个掺杂的Si表面之间进行测量。测量的辐射通量与基于波动电动力学的理论预测吻合得很好。对于SiC-Si样品，获得了超过~ 8.2的黑体极限的通量增强，由于SiC和Si光线的光谱失配以及SPhP和SPP共振，其小于Si-Si样品的增强（~ 12.5）。然而，由于SiC中的损耗低于Si并且SPhP-SPP耦合比SPP耦合弱，SiC-Si样品的近场增强表现出更显著的单色行为，其共振通量比Si-Si样品的共振通量大约5倍。这项工作表明，它是可能的调制NFRHT通过表面极化激元耦合，并将加速开发的能量转换和热管理设备利用近场效应的不同材料之间的热辐射。
2020-03-06 physics.app-ph physics.optics
Propagation of surface plasmons through planar interface
我们分析了入射到两个平面界面的表面等离子体激元的散射。通过使用由Oulton等人[Phys.Rev.B76，035408（2007）]开发的散射矩阵技术，我们计算了倾斜入射角的透射、反射系数和辐射损耗。我们发现，表面波通过两个表面之间的单一界面的传输可能伴随着10- 40%的等离子体能量的辐射损失。
2010-04-01 physics.optics
Large quantum nonreciprocity in plasmons dragged by drifting electrons
本文预测并验证了源自布洛赫波函数量子度规的量子等离激元多普勒频移，在扭转双层石墨烯中实现高达20%的非互易性，证明其在莫尔系统中优于经典机制。
2024-07-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Losses in plasmonics: from mitigating energy dissipation to embracing loss-enabled functionalities
与传统光学不同的是，等离子体激元技术能够实现远超过光的衍射极限的无与伦比的光能集中。然而，这种能量的很大一部分以热量的形式消散。等离子体损耗是开发可与其他成熟技术竞争的等离子体器件和电路的主要障碍。直到最近，他们在很大程度上将等离子体激元的使用限制在一些损失不是关键因素的利基领域，例如表面增强拉曼散射和生物化学传感。在这里，我们讨论了等离子体损失的起源和各种方法，以尽量减少或减轻它们的基础上理解的基本过程的表面等离子体模式的激发和衰减。随着寻找和合成更好的等离子体材料的持续努力，修改通过等离子体纳米结构的光功率流的光学设计可以帮助减少表面等离子体的辐射阻尼和耗散损失。另一种策略依赖于通过将等离子体纳米结构耦合到共振光学元件来开发混合光子-等离子体器件。混合集成不仅有助于减少表面等离子体的耗散损耗和辐射阻尼，而且使纳米器件的被动辐射冷却成为可能。最后，我们回顾了利用欧姆损失来实现新的增强功能的热等离子体的新兴应用。等离子体激元的损耗使能的新应用的最成功的商业化示例是热辅助磁纪录。其他有前途的技术方向包括热发射操纵，癌症治疗，纳米纤维，纳米操纵，等离子体激活的材料光谱学和热催化，以及太阳能水处理。
2018-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Propagation of the surface plasmon polaritons through gradient index and periodic structures
本文研究了表面电磁波在金属表面上的传播。我们表明，强烈的辐射损耗典型的表面波散射时，可以大大抑制单一的介电步骤被取代的梯度折射率或周期性的层状结构。
2010-04-01 physics.optics
Shaping the fluorescent emission by lattice resonances in plasmonic crystals of nanoantennas
我们表明，在纳米天线或等离子体激元晶体的周期性阵列附近的荧光分子的光的发射可以强烈修改时，由介电膜覆盖的阵列。局域表面等离子体共振和光子态之间的耦合导致表面模式，这增加了光学态密度并改善了光提取。受激染料分子优先辐射衰减到这些模式，表现出增强和定向发射。
2009-01-13 physics.optics
Nonradiative limitations to plasmon propagation in chains of metallic nanoparticles
我们研究了由近场相互作用耦合的金属纳米颗粒链中的集体等离子体激元模式。用开放量子系统方法解析计算了与尺寸和动量有关的非辐射朗道阻尼和辐射衰减率。这些衰减率决定了激发沿链的传播。特别地，作为等离子体激元波长的函数的辐射衰减速率的行为导致从短距离的集体激发的指数衰减到大距离的代数衰减的转变。重要的是，我们表明，指数衰减是一个纯粹的非辐射起源。我们的透明模型使我们能够提供沿链的偏振相关的等离子体激元激发分布和相关的传播长度的解析表达式。我们的理论分析构成了一个重要的一步，在寻求最佳条件的纳米粒子链中的等离子体传播。
2016-11-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Performance improvement of three-body radiative diode driven by graphene surface plasmon polaritons
本文提出在三体光子热隧穿框架下引入石墨烯以提升辐射热二极管的整流性能，借助石墨烯表面等离激元极化激元在正向偏置下形成强耦合模式增强热通量，使整流因子达300%，性能提升逾11倍。
2023-06-24 physics.app-ph physics.optics
Microscopic quantum description of surface plasmon polaritons: Revealing intrinsic ultrastrong light-matter coupling
Université de Strasbourg, CNRS, Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg（斯特拉斯堡大学）；Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；ESPCI Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université（巴黎高等物理化工大学）；Laboratoire de Physique et d’Étude des Matériaux, LPEM, UMR 8213（物质物理与研究所）
本文提出了一种适用于任意几何结构的表面等离子体极化子微观量子理论，揭示了金属-介质界面的超强光-物质耦合特性。
2026-07-28 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Simple analytical expression for the peak-frequency shifts of plasmonic resonances for sensing
我们推导出一个封闭形式的表达式，该表达式准确地预测了等离子体纳米谐振器的微小扰动引起的峰值频移和加宽，而不严格依赖于纳米谐振器的光谱响应的各种位置，大小或形状的扰动对象的重复电动力学模拟。本方法的力，在与其他同类方法相比，是由数学形式主义的基础上严格规范化的纳米谐振器的谐振模式的有损和色散材料的推导支持。因此，对于各种等离子体纳米传感器中使用的大范围的纳米颗粒形状和尺寸，甚至超过准静态极限，获得了准确的预测。该表达式提供了定量的见解，并与开源代码相结合，提供了准确和快速的预测，非常适合初步设计或实验数据的解释。这对于具有大模体积的光子谐振器也是有效的。
2015-05-19 physics.optics
Radiative frequency shifts in nanoplasmonic dimers
我们研究了电磁环境对相互作用的金属纳米颗粒二聚体中等离子体激元激发共振频率的影响。等离子体激元和真空电磁波动之间的耦合引起共振频率的偏移（类似于原子物理学中的兰姆偏移），这通常在孤立的纳米颗粒中不可测量。与此相反，我们表明，这种转变导致相当大的修正纳米粒子二聚体中的偶极相互作用引起的水平分裂。对于我们在这项工作中考虑的系统参数，纵向和横向杂化模式的水平分裂之间的比率采取一个普遍的形式，只依赖于粒子间的距离，因此是高度不敏感的两个纳米粒子的精确制造细节。我们讨论的可能性，成功地执行建议的测量使用国家的最先进的纳米等离子体结构。
2017-10-09 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Strong-Field Terahertz Control of Plasmon Induced Opacity in Photoexcited Metamaterial
一种由辐射缝隙天线和次辐射互补开口环谐振器组成的太赫兹超材料，由于耦合振子亮模和暗模之间的相消干涉，在很窄的光谱范围内表现出等离子体激元诱导的不透明性。飞秒光激发瞬间淬灭模式耦合和等离子体激元振荡，将光载流子注入超材料中。耦合超材料中的等离子体共振被强太赫兹脉冲瞬时恢复。强太赫兹场诱导光生载流子的谷间散射和带间隧穿，并实现光生载流子迁移率的显著降低。非线性太赫兹相互作用的超快动力学揭示了光生载流子和等离子体激元振荡之间复杂的相互作用。等离子体激元振荡的高场THz控制意味着超高速等离子体激元的潜在应用。
2020-09-03 physics.optics
Direct calculation of the strong Goos-Hänchen effect of a Gaussian light beam due to the excitation of surface plasmon polaritons in the Otto configuration
本文从理论上研究了表面等离子体激元激发对$p$偏振高斯光束斜入射到Otto位形的介质-金属双层膜上的Goos-Hänchen横向位移的影响。我们发现，横向位移敏感地依赖于金属层的厚度和入射光束的宽度，以及入射角。在激发表面等离子体激元的入射角附近，随着金属层的厚度增加通过临界值，横向位移从大的负值变为大的正值。对于宽入射光束，最大的前向和后向横向位移可以高达几百倍的波长。随着入射高斯光束的宽度减小，横向偏移的幅度迅速减小，但是反射光束的宽度与入射光束的宽度的比率（其测量反射光束轮廓的变形程度）增大。在所考虑的所有情况下，我们发现反射光束被分成两部分。我们还发现透射光束的横向位移总是正的，而且很弱。
2019-01-12 physics.optics
High reflection from a one-dimensional array of graphene nanoribbons
我们表明，高达90%的反射率可以通过使用引导等离子体共振在一维周期性阵列的等离子体纳米粒子。通常，为了实现来自引导共振系统的强反射，需要在强过耦合状态下操作，其中辐射衰减速率在共振的固有损耗速率上占主导地位。使用一个参数类似于什么以前已经被用来推导天线的楚-哈林顿限制，我们从理论上表明，有没有内在的限制，即使当系统具有原子尺度的厚度的辐射衰减率，在天线上存在这样的限制。我们还表明，由于等离子体共振的电流分布可以被设计成实现非常高的外部辐射率。我们的研究结果表明，在原子级薄的石墨烯层中可以实现高反射率，这为创建原子级薄的光学器件提供了新的机会。
2018-12-12 physics.optics
Enhancing Near-Field Radiative Heat Transfer between Dissimilar Dielectric Media by Coupling Surface Phonon Polaritons to Graphenes Plasmons
该研究通过在 LiF 表面覆盖石墨烯，将其 SPhPs 与石墨烯 SPPs 耦合，使 SiC-LiF 间近场辐射热通量增强 2.7–3.2 倍并实现准单色传热。
2024-10-04 physics.app-ph physics.optics
Charge reservoir as a design concept for plasmonic antennas
本文针对等离激元天线的场增强问题，验证大截面电荷库设计假设，发现大电荷库伴随的主导性辐射损耗反而会降低场增强。
2025-11-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Self-Quenching Effect of the Decay of Localized Surface Plasmons: Classical and Quantum Perspectives
Institute of Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理研究所）
本文提出一种结合经典电动力学与量子发射视角的自洽模型，研究金属纳米颗粒中本地化表面等离子体（LSPs）的衰减动力学，强调等离子体准粒子的玻色特性及自淬灭效应的影响。
2026-05-14 physics.optics
Decay dynamics of Localised Surface Plasmons: damping of coherences and populations of the oscillatory plasmon modes
等离子体材料的性质与表面等离子体相关-电磁激发耦合到金属/电介质界面上的相干电子电荷密度振荡。虽然这种振荡的衰减是不可避免的，但控制等离子体激元阻尼动力学是有前景的。在球形金属纳米颗粒（MNP）中，局域表面等离子体（LSP）的基本性质可以通过它们的半径来控制。本文处理的LSP属性的大小相关的描述来自基于麦克斯韦方程组的色散关系和量子图片中的MNP被视为“准粒子”之间的联系。这样的图片，基于约化的密度矩阵的量子开放系统统治的主方程的Lindblad形式，能够区分人口的阻尼过程和相干的多极等离子体振荡状态，并建立这些过程的速率之间的内在关系，独立于MNP的大小。辐射和非辐射能量耗散渠道的影响进行了讨论。
2021-05-26 physics.optics
Tunable plasmonic properties of spatially overlapping asymmetric nanoparticle dimers
本文通过改变间隙、形貌、组成和厚度，研究空间重叠对称与非对称纳米颗粒二聚体的可调谐等离激元特性，发现非对称结构可产生更宽共振位移，并据此优化传感性能，最高品质因数达3.04。
2024-04-30 physics.optics
High-Yield Assembly of Plasmon-Coupled Nanodiamonds via DNA Origami for Tailored Emission
本文提出一种基于DNA折纸的纳米金刚石与金纳米颗粒高产率共价组装方法，通过精确控制颗粒间距实现了NV中心光致发光的距离依赖性调制，为量子光子学与传感应用提供了新途径。
2025-04-14 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Surface plasmon based sensing with broadband coherent laser pulses
研究了利用相干激光脉冲激发表面等离子体激元的宽带探测方法。计算了Kretschmann组态下反射光的强度和相位特性。结果表明，通过混合入射光的面内和面外偏振分量，通过观察表面等离子体共振（SPR）反射率曲线的陡峭斜率的移动，可以有效地测量相邻介质的折射率的变化。我们已经证明，这样的传感可以通过观察SPR曲线的角位移以及光谱位移来执行。所开发的模型可以考虑任意数量的层，并用于模拟响应时，使用相邻的金膜的额外的功能化层。
2018-08-28 physics.ins-det 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
Comment on "Large negative lateral shifts from the Kretschmann-Raether configuration with left-handed materials" Appl. Phys. Lett. 87, 221102, 2005
Wang和Zhu所看到的负位移不是由于表面等离子体激元的激发，而是由于平板向后传播的漏模。只要正确选择左手材料板的特性，它表明，泄漏的表面等离子体激元实际上可以使用KR配置激发。
2007-02-01 physics.optics
Surface Plasmon Mediated Giant Goos-Hanchen and Imbert-Fedorov Shifts on a Corrugated Metal Surface
该研究探索波纹银界面反射时表面等离激元共振介导的光束位移增强，通过弱测量放大效应实现显著自旋霍尔位移，揭示涡旋诱导位移特征，为纳米光应用提供方法支撑。
2025-11-13 physics.optics
Photon Emission Rate Engineering using Graphene Nanodisc Cavities
在这项工作中，我们提出了一个系统的等离子体振子模式的垂直堆叠对石墨烯光盘的研究。准静态近似被用来模拟系统的本征模。本征响应理论被用来解释等离子体激元模式和量子发射体之间的耦合的空间依赖性。这些结果表明，半解析计算和全波模拟之间的良好匹配。其次，我们已经表明，它是可能的工程师的衰变率的量子发射器放置在这个腔内部和附近，使用费米能级调谐，通过栅极电压和发射器的位置和极化的变化。我们强调，通过耦合到亮等离子体激元模式，与单个石墨烯盘的情况相比，可以增强发射器的辐射效率，而暗等离子体激元模式抑制辐射效率。
2014-03-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
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
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
On the theory of a spaser, a laser with a surface plasmon
本文包含了一个理论的激光行动在一个所谓的SPASER，激光与表面等离子体。理论发展的目标是确定SPASER激光器的物理性质，这些激光器是由M。a. Noginov等人在题为Demonstration of a spaser based nanolaser的论文中宣布，Xiang Zhang等人在论文Plasmon lasers at deep subwavelength scale中宣布，这两篇论文都发表在Nature Advance在线出版物上，2009年8月。等离子体激元模式具有巨大的损耗，但同时，与在自由空间中辐射的概率相比，原子（分子）中的辐射过程与辐射到这种模式中的发射的概率增加了数千倍。这清楚地说明了放大是如何补偿损失的。这是明显的亲属关系的物理性质的现象与表面增强拉曼光谱。
2009-10-13 physics.optics
Spatiotemporal control of surface plasmon polariton wave packets with nanocavities
通过原子和材料共振的方式调制光学指数为控制自然和人工制造的材料中的光传播提供了基础。此外，最近在超短激光脉冲的时空耦合调谐方面的进展已经使得对光的群速度的几乎任意控制成为可能。在这里，使用飞秒时间分辨显微镜和数值计算，我们调查的时空动力学的表面等离子体激元波包（SPP WP）与等离子体纳米腔相互作用。该纳米腔由金属-绝缘体-金属多层膜组成，其功能为亚波长元原子，具有可调谐的离散本征模。当啁啾诱导的飞秒SPP WP入射到纳米腔上时，只有与谐振能量匹配的光谱分量被透射。这种光谱削波效应伴随着WP的空间移位。通过控制谐振能量或啁啾，可以在正方向或负方向上调节偏移。如果这种空间位移被视为纳米腔中的表观群速度的调制，则调制的范围包括超光速、亚光速和负群速度。
2021-03-12 physics.optics
