Quantization of electromagnetic modes and angular momentum on plasmonic nanowires
表面等离子体激元的量子理论对于研究纳米等离子体激元中光与不同金属纳米结构的相互作用具有重要意义。本文利用正则量子化方法研究了纳米线表面的表面等离子体及其轨道和自旋角动量。结果表明，纳米线上的表面等离子体在传输过程中同时携带轨道动量和自旋动量。最后，将所得结果应用于等离子体纳米线波导，验证了理论的正确性。该研究为今后纳米线等离子体相互作用和量子信息光路的研究提供了有益的参考。
2020-08-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Wide Angle Dynamically Tunable Enhanced Infrared Absorption on Large Area Nanopatterned Graphene
通过在纳米图案化单层石墨烯上激发狄拉克等离子体来增强光-物质相互作用是实现高红外吸收的有效途径。在此，我们设计并制备了具有和不具有光学腔的纳米孔和纳米盘的六边形平面阵列，在图案化的石墨烯上激发Dirac等离子体，并研究了等离子体寿命、消光截面、入射光偏振、入射光角度和图案尺寸对光吸收光谱的影响。
2018-06-03 cond-mat.mes-hall
Photo absorption enhancement in strained silicon nanowires: An atomistic study
采用半经验$sp^{3}d^{5}s^{*}$紧束缚（TB）和密度泛函理论（DFT）方法计算了硅纳米线（SiNW）的吸收光谱.讨论了直径、波函数对称性、应变和晶体学方向对吸收的影响。我们发现，压缩应变可以改变超过一个数量级的带边吸收由于改变波函数对称性。此外，相对于纳米线轴的光子偏振显著地改变了带边吸收。总的来说，[110]和[100]硅纳米线的带边吸收可以相差多达三个数量级。我们发现，与体硅相比，应变硅纳米线阵列可以更好地吸收红外光子（1.1 eV）约一百倍。最后，我们比较了一个完全数值和计算效率高的半解析方法，并发现它们都产生令人满意的值的带边吸收。
2017-07-24 cond-mat.mes-hall
Chirality dependence of the absorption cross-section of carbon nanotubes
碳纳米管的光学吸收随其几何形状的变化一直是一个长期存在的问题，在这两个问题的核心和应用，特别是因为光学光谱是用于评估样品的手性物种丰度的主要工具之一。在这里，我们解决了手性依赖的光吸收与一个原始的方法，涉及超高效的能量转移卟啉/纳米管化合物，允许均匀的光激发的所有手性物种。我们测量的绝对吸收截面的范围很广的半导体纳米管在其S22过渡，并表明，它的变化高达2.2的因素与手性角，与I型纳米管显示出较大的吸收。相反，发光量子产率几乎保持恒定。
2013-10-09 cond-mat.mes-hall
Zero-phonon linewidth and phonon satellites in the optical absorption of nanowire-based quantum dots
对催化生长半导体纳米线中嵌入量子点的光学性质进行了理论研究。与体环境中的点相比，激子吸收被纳米线声子谱的一维特征强烈地修改。除了明显的卫星峰，由于声子辅助吸收，我们发现一个有限的宽度的零声子线已经在最低阶计算。
2007-07-30 cond-mat.mes-hall
Optical absorption of semiconductor 2D Majorana nanowires
计算了平面二维Majorana纳米线的光吸收截面。光是用偶极近似来描述的。我们讨论了近零能量模式的截面上的特征。横向极化的低能量峰，在纵向的缺席，揭示了马约拉纳状态的存在。该峰值相对于水平职业的热拖尾是稳健的。我们考虑的影响，光学掩模隐藏部分纳米线的光。
2015-01-23 cond-mat.mes-hall
Unified Finite-element Model for Transient Absorption and Raman Scattering of Vibrating Noble Metal Nanoparticles
本文基于 COMSOL Multiphysics 建立统一有限元模型，同时模拟贵金属纳米粒子的瞬态吸收与拉曼散射光谱，并通过多种金、银纳米结构验证其拟合与模式分析能力。
2024-06-18 cond-mat.mes-hall
Enhancement in absorption of amorphous Si solar cell by using conducting anti-reflection coating and plasmonic nano-structured back reflector
在这项工作中，包括非晶硅（a-Si）太阳能电池的模拟结果，其中ITO被用作抗反射涂层（ARC）。ITO的厚度被优化（65 nm），以在350-800 nm的光谱区域实现更好的性能。比较了使用ITO和SiNx作为ARC的太阳能电池的反射率。结果发现相似。为了进一步增强a-Si中的光吸收，使用银纳米半球背反射器。研究发现，采用ITO和半球形纳米结构背反射器，a-Si的平均吸收率提高到80%左右。
2016-11-22 cond-mat.mes-hall
InP/InAsP Nanowire-based Spatially Separate Absorption and Multiplication Avalanche Photodetectors
雪崩光电探测器（APD）是光通信系统中的关键部件，因为与传统光电探测器相比，雪崩光电探测器具有更高的光电流增益和更短的响应时间。期望在大带隙材料中实现倍增区的检测器设计以避免有害的齐纳隧穿漏电流，否则在1.3/1.55 μ m处吸收所需的较小带隙材料中存在问题。自组装的III-V族半导体纳米线提供了关键的优势，例如由于光共振效应而增强的吸收、应变弛豫异质结构以及与主流硅技术的兼容性。在这里，我们提出了单一的InP和InP/InAsP纳米线APD结构的电气和光学特性。首先研究了p+-n-n+ InP纳米线器件的温度依赖击穿特性。从I-V测量中推断出一个明显的陷阱引起的击穿电压的变化。退火后观察到p+-InP段的改进接触形成，并研究了其对击穿特性的影响。吸收区中的带隙随后从纯InP变化到InAsP，以实现异质结构纳米线中空间分离的吸收和倍增APD。与同质结APD相比，异质结APD没有陷阱诱导的位移。12的增益被证明为选择性的光激发的InAsP段。进行额外的电子束-感应电流测量以研究沿着纳米线的局部激发对I-V特性的影响。我们的研究结果提供了重要的见解雪崩光电探测器器件的优化基于III-V族纳米线。
2017-06-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Extended Short-Wave Infrared Absorption in Group IV Nanowire Arrays
使用可扩展材料在扩展短波红外（e-SWIR）范围内设计光吸收是一种长期追求的能力，对于实现具有成本效益和高性能的传感和成像技术至关重要。在这里，我们展示了增强的，可调谐的e-SWIR吸收使用硅集成平台，该平台由有序阵列的亚稳态GeSn纳米线组成，其中Sn含量达到9at. %和可变直径。详细的模拟与实验分析相结合，系统地研究了光-GeSn纳米线的相互作用，以定制和优化纳米线阵列的几何参数和相应的光学响应。理论预测和实验证实了在1.5~2.2 μ m波长范围内的直径依赖型漏模共振峰。使用直径为325 nm的纳米线实现了相对于GeSn层在2.1 μ m处的吸收的三倍增强。时域有限差分模拟揭示了e-SWIR增强吸收的潜在机制。HE11和HE12共振模式的纳米线的耦合观察到在直径大于325 nm，而在较小的直径和较长的波长的HE11模式被引导到下面的Ge层。NW中锥形的存在进一步扩展了吸收范围，同时使反射最小化。这种设计和增强e-SWIR吸收的能力为实现利用全组IV平台的新型光子器件奠定了基础。
2020-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Near- and mid-infrared intersubband absorption in top-down GaN/AlN nano- and micropillars
我们提出了一个系统的研究自顶向下处理GAN/AlN异质结子带间光电应用。在电感耦合等离子体中，将含有显示近红外或中红外子带间吸收的量子阱超晶格的样品蚀刻成纳米柱和微柱阵列。我们研究了这一过程对晶体结构和应变状态、带间发射和子带间吸收的影响。值得注意的是，柱间距明显小于（$\leq1/3$）的子带间波长，子带间吸收的幅度不减少，即使当90%的材料被蚀刻掉，并获得类似的线宽。这同样适用于带间发射。相反，对于子带间吸收波长量级的柱间距，子带间吸收被折射效应和光子晶体模式所掩盖。所提出的结果是第一步，对微米和纳米结构的第三族氮化物器件依赖于子带间跃迁。
2018-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Independence of Optical Absorption on Auger Ionization in Single-Walled Carbon Nanotubes Revealed by Ultrafast e-h Photodoping
一维半导体中的俄歇电离载流子被预言会导致强的带隙重整化。单壁碳纳米管（SWCNT）在高强度激光照射下表现出强烈的非线性光致发光（PL），这是由于激子-激子湮灭（EEA）。在EEA引起的快速俄歇电离过程中，激子离解的存在将导致强烈的非线性吸收。通过同时测量单壁碳纳米管的PL和光吸收的孤立单壁碳纳米管簇的PL饱和制度，我们给出的证据表明，俄歇电离激子不解离，但仍然绑定。
2015-08-17 cond-mat.mes-hall
Nonlinear Optical Susceptibilities and Linear Absorption in Phosphorene Nanoribbons: Ab initio study
采用密度泛函理论（DFT）方法计算了氢钝化扶手椅型和锯齿型磷纳米带（aPNR和zPNR）以及α相磷单层膜的线性光学吸收谱和非线性光学系数。我们注意到：（a）晶向对带边吸收有很强的影响，这导致光学各向异性以及通过增加纳米晶宽度而导致吸收光谱的红移。(b)吸收值在$10^{5} cm^{-1}$的数量级，与实验测量值相似。(c)纳米带中的二阶非线性光学极化率$χ^{(2)}$有两个数量级的增强，这是由于氢表面终止破坏了单层磷烯的中心对称结构而产生的。(d)结果表明，磷烯单分子层和纳米带的三阶极化率$χ^{(3)}$约为$~10^{-13}$ esu（$~10^{-21} \frac{m^{2}}{V^{2}}$），与实验报道值和最近半解析法计算值吻合较好.这有力地支持了我们的方法在计算磷烯和一般其他纳米结构的非线性光学极化率的可靠性。磷烯二阶非线性光学效应的增强为光子学应用提供了更好的二次谐波和频率差（THz）。
2017-10-16 cond-mat.mes-hall
Sidebands in the light absorption of driven metallic nanoparticles
利用主方程描述了激光驱动金属纳米粒子表面等离子体激元的动力学过程。在马尔可夫近似下，研究了从光吸收实验中的弱激发到泵浦-探测光谱中的强激发的不同制度的动力学。结果表明，两个集体水平是足够的，以描述表面等离子体的动力学。在此基础上，我们预测了泵浦-探测实验中探测光场吸收谱中边带的出现。
2007-03-27 cond-mat.mes-hall
Structural studies of the silica sol-gel glasses doped with copper selenide nanoparticles with plasmonic resonance absorption
工作背景：半导体掺杂玻璃经过多年的积极处理，并继续受到极大的关注，因为挑战各种化学性质的纳米半导体的特性。铜硫族化合物已经发现了与主要半导体纳米颗粒特定的量子限制效应一致的等离子体特性。目的：本工作的目的是研究具有硒化铜纳米颗粒的溶胶-凝胶衍生的二氧化硅玻璃的结构和光学特征，其在近红外范围内表现出等离子体光吸收的外观。方法：所研究的样品是通过一种新颖的溶胶-凝胶技术制备的，该技术实现了硒化铜的同时合成和介孔二氧化硅的烧结。采用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和光学吸收光谱对硒化铜玻璃进行了表征。结果：用XRD和TEM技术证实了纳米Cu 2-xSe颗粒的形成，其尺寸范围为100-150 nm。其主要光学性质由可见光和近红外波段的特征吸收来表征。在2.10-2.36 eV范围内评价了直接跃迁的Eg。纳米颗粒中的等离子体共振由于载流子浓度增加而起源于具有可变化学计量比的Cu 2-xSe纳米颗粒的固有缺陷。在合成过程中，可以通过Cu/Se比来控制其能量。
2022-11-25 cond-mat.mes-hall
Optical absorption in hexagonal-diamond Si and Ge nanowires: insights from STEM-EELS experiments and ab initio theory
本研究结合高分辨率STEM、单色化EELS和从头算模拟，首次系统探究了2H-Si和2H-Ge纳米线的光吸收特性，明确了其结构与光学响应的关联，为IV族光电器件优化提供了支撑。
2025-06-12 cond-mat.mes-hall
Optical absorption and emission of silicon nanocrystals: From single to collective response
我们报告的可能性，描述的硅纳米晶体（NC）与现实的分布在NC尺寸的合奏的吸收和发射特性，由单个NC的responses的总和。通过从头算理论计算评价各个NC响应，并且通过考虑作为NC尺寸和氧化程度的函数的光学性质的趋势来进行求和。与实验结果的比较表明，一个很好的匹配的光谱，也没有任何调整的参数。最后，适应模型，以重现实验数据的可能性进行了探索和讨论。
2013-06-12 cond-mat.mes-hall
Intrinsic Maximum Light Absorption in Laser-Field-Driven Growth of Highly Ordered Silicon Nanowire Arrays
School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学机械工程学院）
该研究以激光驱动硅纳米线生长为实验平台，证明远离平衡系统会自发选择最大化集体光吸收的周期性并形成长程有序阵列，为非平衡自组织理论提供可测量证据。
2025-10-16 cond-mat.mes-hall nlin.AO
Driving plasmonic nanoantennas at perfect impedance matching using generalized coherent perfect absorption
相干完全吸收（CPA）描述了由无损入射模式驱动的来自有损谐振器的所有输出模式的缺失。在这里，我们表明，对于纳米谐振器，也表现出辐射损失，例如等离子体纳米天线，可以应用CPA（gCPA）的广义版本。在gCPA中，仅针对（引导等离子体）模式的子集抑制出射模式，而其他（辐射）模式被视为附加损耗通道-这种情况通常被称为完美阻抗匹配。在这里，我们利用gCPA来展示如何在单个纳米线等离子体激元波导和等离子体激元纳米天线之间实现完美的阻抗匹配。被认为是辐射和次辐射特性的双曲。我们进一步展示了在无背景传感中的潜在应用。
2021-04-01 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Electron- and Lattice-Temperature Dependence of the Optical Response of Gold Nanoparticles
University of Potsdam（波茨坦大学）；Technical University Berlin（柏林工业大学）
研究金纳米颗粒光学响应中电子温度和晶格温度的影响，通过暂态吸收光谱分析电子动力学，揭示了暂态吸收漂白强度与电子温度的线性关系及晶格温度的影响。
2026-03-27 cond-mat.mes-hall
Angular dependence of magnetic properties in Ni nanowire arrays
研究了阳极氧化铝膜孔内制备的镍纳米线阵列的剩磁和矫顽力随角度的变化关系。通过比较我们的分析计算与我们的测量，我们得出结论，在这个阵列中的磁化反转驱动的横向壁的成核和传播的装置。一个简单的模型的基础上的一个适应的Stoner-Wohlfarth模型被用来解释的角度依赖性的bavity。
2010-10-11 cond-mat.mes-hall
Optical Properties of Chiral Graphene Nanoribbons: a First Principal Study
本文采用密度泛函理论计算方法研究了手性石墨烯纳米带的纵向和横向偏振光学性质。已经表明，之前报道的扶手椅和锯齿形石墨烯纳米带的选择规则不再有效，这是由于这些新类别的石墨烯纳米带的对称性破缺。然而，边缘态仍然在光吸收中起关键作用。结果表明，在相同的能量范围内，入射光的偏振态不同，吸收峰也不同。研究还表明，光的吸收对光偏振边缘和方向上的手征矢量敏感。由于手性石墨烯纳米带的对称性破缺，吸收峰发生了变化，吸收峰位于1000 nm附近，这为石墨烯纳米带在光电子器件方面的应用带来了新的潜力。
2012-05-19 cond-mat.mes-hall
Electronic states and optical properties of PbSe nanorods and nanowires
在四带有效质量模型的框架下，提出了PbS和PbSe纳米线和纳米棒的电子结构和激子吸收光谱的理论。对PbSe进行的计算表明，介电对比度显著增强了窄纳米线和纳米棒中的激子结合。然而，电子和空穴的自相互作用能量几乎抵消了库仑束缚，并且因此光吸收光谱实际上不受PbSe和周围介质之间的强介电对比的影响。测量的尺寸依赖的吸收光谱的胶体PbSe纳米棒。使用从球形PbSe纳米晶体的光谱中提取的室温能带参数，该理论提供了与测量光谱良好的定量一致性。
2010-10-28 cond-mat.mes-hall
Tunable band gaps and optical absorption properties of bent MoS$_2$ nanoribbons
利用密度泛函理论、多体微扰GW和Bethe-Salpeter方程方法研究了不同宽度的扶手椅型MoS $_2$纳米带在弯曲状态下的带隙和光学吸收的大调谐性.我们发现存在两个临界弯曲曲率，非边带隙和边带隙一般随弯曲呈现非单调变化趋势。由于量子限制效应，非简并边缘带隙分裂呈现出周期为3的振荡特征，带宽为n。弯曲纳米带上的复杂应变图案控制能带结构和带隙的变化特征，这导致变化的激子形成和光学性质。形成最低吸收峰的激子的结合能和自旋单重态-三重态分裂一般随弯曲曲率减小。弯曲的MoS $_2$纳米带的光学性质的大的可调谐性是有希望的，并且将在可调谐光电纳米器件中找到应用。
2022-11-01 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Absorption Cross-Section and Near-Field Enhancement in Finite-Length Carbon Nanotubes in the Terahertz-to-Optical Range
从理论上研究了单壁有限长碳纳米管在太赫兹到可见光的较宽频率范围内的电磁特性-吸收截面和近区场增强。分析是基于阻抗型有效边界条件和积分方程技术。与实验结果进行比较，允许在实验中观察到的低频（远红外和太赫兹）吸收带的定性物理解释。讨论了碳纳米管用于活细胞红外光热的潜力。强的局部场增强被预测为固有的金属碳纳米管在近场区提供必要的机制，远红外和太赫兹近场光学。
2008-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Optical Excitation of Zigzag Carbon Nanotubes with Photons Guided in Nanofibers
我们考虑来自亚波长直径光纤产生的消逝场的光子对半导体碳纳米管中电子的激发。这种纳米纤维的强烈变化的倏逝场需要放弃偶极近似。我们发现，这导致了新的效果，特别是高度依赖的光子吸收的相对取向和几何形状的纳米管，在光学和近红外域的设置。特别是，我们计算光子吸收概率的直纳米管和纳米管依赖于它们的相对角度。正交的纤维的纳米管被发现比平行的纳米管时，他们是短的执行更好。随着纳米管变长，平行纳米管的吸收被发现超过正交纳米管，并且对于极长的纳米管接近100%。此外，我们表明，如果纳米管以适当的方式缠绕在纤维周围，吸收增强。我们发现，光学和近红外光子可以转换为激发的效率，可能超过90%。这可能为未来的光电探测器提供机会，我们讨论可能的设置。
2011-11-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Measurement of a reaction-diffusion crossover in exciton-exciton recombination inside carbon nanotubes using femtosecond optical absorption
利用飞秒瞬态吸收研究了孤立半导体单壁碳纳米管中激子-激子复合。在足够的激发下，饱和的光吸收，我们观察到一个突然的过渡之间的反应和扩散限制动力学，所产生的非相干局域激子之间的反应与有限的概率约0.2每次遇到。这是第一次实验观察到的交叉经典和临界动力学之间的一维聚结随机行走，这是一个范式的研究非平衡系统。
2013-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Large specific absorption rates in the magnetic hyperthermia properties of metallic iron nanocubes
我们报告的化学合成的铁磁性11和16纳米铁（0）的立方体形状的纳米粒子显示散装铁的饱和磁化强度的磁热疗性能。在300 kHz和66 mT下，在16 nm纳米立方体上测量的比吸收率为1690 ± 160 W/g。这相当于每循环的比损失为5.6 mJ/g，大大超过其他系统中报告的损失。提出了一种量化任何系统相对于热疗应用的优化程度的方法。在这里应用，这种方法表明，我们的纳米粒子没有完全优化，可能是由于磁相互作用对其磁响应的强烈影响。一旦保护免受氧化并进一步优化，这种纳米物体可以构成需要非常大的加热功率的生物医学应用的有效磁芯。
2010-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.med-ph
Probing ultrafast carrier dynamics and nonlinear absorption and refraction in core-shell silicon nanowires
我们研究的弛豫动力学的光生载流子在硅纳米线组成的结晶芯和周围的非晶壳，使用飞秒时间分辨差分反射率和透射光谱在光子能量为3.15 eV和1.57 eV。差分透射率和反射率瞬变的复杂行为是来自纳米线表面和衬底上的晶体芯和非晶硅的混合贡献，其中状态填充和光致吸收的竞争效应支配载流子动力学。在增加光生载流子密度时观察到更快的弛豫速率。独立的实验结果上的结晶蓝宝石上的硅帮助我们在分离的贡献，在纳米线样品中的结晶芯和非晶区域的载流子动力学。此外，在1.57 eV的单束z扫描非线性传输实验中，在开放和封闭的孔径配置产生双光子吸收系数β $ (~3 cm/GW) and nonlinear refraction coefficient \$gamma$（-2.5 × 10 ^-4 cm 2/GW）。
2012-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
