Acoustic Mode Hybridization in a Single Dimer of Gold Nanoparticles
该研究首次对单个金纳米颗粒单体和二聚体进行超低频微拉曼散射测量，揭示了二聚体中由聚合物介导的力学耦合导致的振动模式杂化及四极模式频移，并通过有限元模拟验证了实验结果，为纳米尺度振动研究提供了新方法。
2024-01-15 physics.optics
Absorption cross-section spectroscopy of single strong coupling system between plasmon and molecular exciton resonance using single silver nanoparticle dimer generating surface enhanced resonant Raman scattering
研究了由单一银纳米粒子二聚体和少量染料分子组成的单一强耦合体系在表面增强共振拉曼散射（SERRS）猝灭过程中吸收截面的光谱变化。通过从消光截面中减去散射截面获得吸收截面。这些横截面的光谱变化进行了评估，使用一个经典的杂交模型组成的等离子体激元和分子激子，包括一个分子的多级属性。在散射和消光截面的变化表现出蓝移，其峰值能量和增加的峰值强度，分别在SERRS淬火。这些属性有效地再现在模型中，通过降低耦合能量。特别地，散射和消光截面中的峰表现为吸收截面中的峰或谷，这取决于散射损失的程度，这反映了二聚体尺寸。这些结果对于优化强耦合体系的电子激发态介导的光物理和光化学效应是有用的。
2019-02-23 physics.optics
Wideband tunable infrared topological plasmon polaritons in dimerized chains of doped-silicon nanoparticles
我们研究了一维二聚掺杂硅纳米颗粒链中的拓扑等离子体激元（TPPs），作为Su-Schrieffer-Heeger（SSH）模型中拓扑边缘态的类比。通过考虑近场和远场偶极-偶极相互作用，解析计算了光子能带结构。对于纵向模式，它表明，能带拓扑结构可以很好地表征由复杂的Zak相的晶格常数和掺杂浓度无关。通过数值求解有限系统的本征模，发现具有非零复Zak相位的二聚化链支持在两个边缘上局部化的非平凡拓扑本征模。此外，通过改变Si的掺杂浓度，可以将TPP的谐振频率从远红外调谐到近红外，并且边缘模式的局域长度也相应地被调制。由于这些TPP是高度保护的模式，可以实现电磁波的强约束，并且也不受杂质和无序的影响，因此它们可以提供用于红外光谱中的鲁棒和增强的光-物质相互作用的潜在可调谐工具。
2019-11-07 physics.optics
Plasmonic nanoparticle monomers and dimers: From nano-antennas to chiral metamaterials
我们回顾了光与等离子体纳米粒子相互作用背后的基本物理。系统地研究了光在单金属粒子（等离子体单体）和两相互作用粒子（等离子体二聚体）上散射的理论基础。有效粒子的磁化率（极化率）的表达式推导，这些结果的应用等离子体纳米天线概述。在长波长极限下，计算了等离子体二聚体阵列的有效宏观参数。这些参数可归因于对应于纳米颗粒的稀排列的有效介质，即，其中等离子体单体或二聚体具有“元原子”功能的超材料。结果表明，由棒状粒子组成的平面二聚体一般具有椭圆二向色性，可作为平面手性超材料的原子。所提出的棒状二聚体几何结构的制造简单性可用于在光学领域中设计更具成本效益的手性超材料。
2011-04-27 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Size-Selective Optical Printing of Silicon Nanoparticles through Their Dipolar Magnetic Resonance
硅纳米颗粒具有独特的尺寸依赖性的光学性质，由于其在可见光范围内的强的电和磁共振。然而，与其他（例如金属）纳米颗粒相比，它们的广泛应用受到限制，因为它们在单分散胶体上的制备仍然具有挑战性。利用纳米和微型器件中Si纳米颗粒的独特性质，需要能够以纳米精度将它们从胶体悬浮液中分选和组织到固体基底的特定位置上的方法。在这里，我们证明了预定义的和窄的（$σ$ < 10 nm）尺寸范围的无表面活性剂的硅纳米粒子可以通过从多分散胶体悬浮液的光学印刷选择性地固定在基板上。尺寸选择性是基于可以通过将光波长调谐到纳米颗粒的尺寸依赖性磁偶极共振而施加在不同尺寸的纳米颗粒上的差分光学力。
2020-05-22 physics.app-ph 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
Polarization Dependent Enhancement of Magnetic Dipolar Emission with Silicon Nanodimers
通过硅纳米二聚体实现磁偶极发射的极化依赖增强，利用有限元模拟和电子束光刻技术调控发射特性。
2025-12-09 physics.optics
Constructing a chiral dipolar mode in an achiral nanostructure
我们讨论了在非手性硅纳米粒子中手性偶极模的激发。特别地，我们利用硅纳米颗粒的电和磁极化率来构建这种手性电磁模式，其在概念上类似于3D手性纳米结构或分子的基本模式。我们描述了所选择的定制激发与既不携带自旋也不携带轨道角动量的光束和调查的螺旋度基础上的手征偶极模式的发射特性，由平行的电和磁偶极矩，相移$\pm π/2$。我们证明了波长的依赖性和测量的自旋和轨道角动量的激发手征模式的发射。
2018-05-18 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
Numerical study of magneto-optical binding between two dipolar particles under illumination by two counter-propagating waves
从理论上研究了系统主方向上形成稳定的具有太赫兹共振的磁等离子体二聚体。与最近的一份报告不同，我们的工作提供了一个完整的描述，为任意磁场的完整的光子耦合，例如，不平衡的粒子自旋。作为一个例子，我们考虑两个小的，n掺杂的InSb纳米粒子的照明下，由两个反向传播的平面波。值得注意的是，当外部磁场存在时，系统中的对称性被破坏，并且出现二聚体的共振辐射压力。类似地，可调的粒子间力和自旋施加在非可逆二聚体上。当不存在磁场时，系统也被表征。此外，我们展示了如何真正的机械可观的二聚体的特点，因为它们的共振依赖性包含有关系统的详细信息。与吸收等远场观测不同，机械量值取决于系统的近场。此外，粒子自旋的性质最初是由二聚体周围的能量流行为来解释的。这项工作构成了任何以前的小纳米粒子之间的光学结合的方法的推广。它为基于表面等离子体激元的光学物质和纳米工厂设计的完全控制铺平了道路。
2023-01-03 physics.optics
Optical response of strongly coupled metal nanoparticles in dimer arrays
从理论上研究了浸没在玻璃基质中的贵金属纳米颗粒二聚体结构阵列的光学响应，最近的实验观察到的银阵列中的表面等离子体激元带的分裂的动机。为了捕捉两个接近的粒子之间的强电磁耦合的银二聚体，光谱表示的多重图像公式已被使用，并采用半经典描述的银介电函数从文献中。研究发现，入射的纵向和横向偏振光的等离子体共振带的分裂强烈地依赖于颗粒的直径和它们之间的分离。我们的结果与最近的实验观察相一致。此外，大的红移的纵向偏振可以再现。进一步计算了二聚体阵列稀悬浮液的反射率谱。
2004-11-07 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Aggregation of dipolar molecules in SiO$_2$ hybrid organic inorganic films: use of silver nanoparticles as inhibitors of molecular aggregation
本研究提出利用银纳米颗粒作为抑制剂，有效抑制SiO$_2$有机无机杂化薄膜中偶极发色团的聚集，从而提升二阶非线性光学器件的性能。
2025-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Propagation of optical excitations by dipolar interactions in metal nanoparticle chains
通过求解包含辐射阻尼的完整麦克斯韦方程组，计算了沿金属纳米颗粒链传播的偶极模的色散关系。纳米颗粒被视为点偶极子，这意味着结果仅对a/d <= 1/3有效，其中a是颗粒半径，d是间距。首先计算有限链的离散模式，然后将其映射到适合于无限链的色散关系上。计算结果给出了一个链的直径为50 nm的银球间距为75 nm。我们发现大偏差从以前的准静态结果：横向模式强烈相互作用的光线。纵向模式的带宽是原来的两倍多，导致群速度增加一倍多。所有k_mode <= w/c的模式由于辐射阻尼而表现出强烈增强的衰减。
2004-09-10 physics.gen-ph physics.optics
Shape-dependent oriented trapping and scaffolding of plasmonic nanoparticles by topological defects for self-assembly of colloidal dimers in liquid crystals
我们展示了支架的等离子体纳米粒子的拓扑缺陷诱导的胶体微球，以匹配其表面边界条件与均匀的远场排列在液晶主机。取代能量昂贵的液晶区域的减少的顺序，各向异性纳米颗粒具有凹或凸的形状不仅稳定地定位在缺陷，而且相对于微球表面自取向。使用激光镊子，我们操纵随之而来的纳米粒子-微球胶体二聚体，探测弹性结合的强度，并展示自组装的层次胶体超结构，如链和阵列。
2016-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.optics
Anti-crossing properties of strong coupling system of silver nanoparticle dimers coated with thin dye molecular films analyzed by classical electromagnetism
等离子体激元纳米颗粒（NP）二聚体表现出超灵敏表面增强共振拉曼散射的等离子体激元和分子激子之间强耦合的证据是在耦合共振中观察到反交叉。然而，这是不容易的实验调谐等离子体共振这样的二聚体的观察。在这项工作中，我们从理论上研究了二聚体的抗交叉性能的染料薄膜的厚度大于0.1 nm，间隙距离大于1.2 nm，根据经典的电磁原理。这些二聚体的等离子体共振光谱强烈地受到它们与染料分子的激子共振耦合的影响。二聚体光谱变化的膜厚度依赖性与银的椭圆形纳米颗粒的比较表明，偶极等离子体局域化的二聚体间隙耦合的分子激子的膜比偶极等离子体的椭圆形纳米颗粒强得多。此外，研究了通过改变周围介质的形貌和折射率来调谐等离子体共振时耦合共振的反交叉。观察到的光谱变化的椭圆形纳米粒子清楚地表现出反交叉特性，然而，二聚体的反交叉行为是更复杂的，由于强耦合的偶极子和高阶等离子体与多个分子激子。我们发现，二聚体的反交叉清楚地证实了耦合共振的折射率依赖性。
2019-11-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Asymmetric longitudinal optical binding force between two identical dielectric particles with electric and magnetic dipolar responses
一般认为，相同粒子之间的光学束缚力是对称的，但我们解析地证明了两个相同的双偶极电介质粒子之间的纵向光学束缚力是反直觉的非对称的。这种同二聚体被限制在两个沿二聚体轴向反向传播的非相干平面波中。这种力由电偶极、磁偶极、电-磁偶极耦合相互作用。这些相互作用的组合效应与Rayleigh近似下的预期行为明显不同。不对称力是由于偶极杂化和耦合引起的粒子的不对称前向和后向散射的结果相互作用。因此，它导致对上的谐波驱动力，结果显示了二聚体和两个粒子在驱动力和束缚力作用下的丰富的非平衡动力学过程，并讨论了产生非对称束缚力的粒子折射率和尺寸范围，为非平衡光驱动多粒子输运和自平衡光驱动多粒子输运开辟了新的前景。组装件.
2022-06-06 physics.optics
Design Considerations of Gold Nanoantenna Dimers for Plasmomechanical Transduction
采用有限元方法研究了金纳米盘、纳米立方体和纳米棒二聚体等离子体相互作用产生的内部光学力。通过观察纳米立方体二聚体中最大的光学力，发现电场增强和光学力之间存在直接的相关性。此外，通过采用激发源的光功率来实现光学力的进一步放大。观察到光学力的强度由纳米颗粒上的偏振密度的大小决定，其可以通过修改纳米颗粒的几何形状和源波长来改变。这项研究使我们认识到，纳米粒子的几何形状以及二聚体间的距离是优化等离子体二聚体中的光学力的最突出的设计考虑因素。这些发现有助于在等离子体纳米柱系统中实现全光调制，这在超灵敏纳米机械传感和构建可重构超材料方面具有广阔的应用前景。
2021-12-20 physics.app-ph physics.optics
Analytical Theory of Second Harmonic Generation from a Nanoparticle with a Non-Centrosymmetric Geometry
我们解析地调查的非中心对称的几何形状的光学二次谐波（SH）产生的中心对称材料制成的颗粒，在其内部的二次光学过程被抑制的效果。我们考虑一个圆柱形粒子，其横截面稍微变形，远离圆形，半径远小于波长。我们计算了诱导的线性和非线性场的变形参数的微扰，并获得非线性偶极和四极超极化率，其光谱，我们评估金属和电介质材料。我们表明，对于非常小的变形的偶极响应的贡献与四极项竞争，甚至可能是占主导地位的。我们探索的超极化率的光谱，并确定其结构的金属和电介质粒子的贡献。我们还讨论了SH辐射在不同频率的性质，并发现它可能是占主导地位的偶极或四极项，或者两者都可以竞争产生非对称辐射模式。我们的计算可以用来评估，校准和测试数值SH计算。
2019-01-03 physics.optics
Topological plasmons in dimerized chains of nanoparticles: robustness against long-range quasistatic interactions and retardation effects
我们提出了一个简单的模型，在一个二聚链的球形金属纳米粒子，拓扑非平凡的纳米等离子体系统的一个基本的例子集体等离子体。考虑到整个链的长程准静态偶极相互作用，我们提供了一个精确的解析表达式的集体等离子体激元的完整的准静态能带结构。Zak相位的明确计算证明了系统的拓扑物理对包含长程库仑相互作用的鲁棒性，尽管破缺了手征对称性。使用一个开放量子系统的方法，其中包括通过等离子体激元-光子耦合延迟，我们继续分析评估所产生的等离子体激元光谱的辐射频移。明亮的等离子体激元带经历依赖于尺寸的辐射位移，而暗带基本上不受光-物质耦合的影响。值得注意的是，上横向偏振带呈现对数奇点，其中准静态光谱与光锥相交。在波矢量远离这个交叉点和亚波长纳米粒子，等离子体-光子耦合只导致定量重建的能带结构和拓扑保护状态的边缘的第一布里渊区基本上不受影响。
2018-10-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Multipolar second-harmonic generation by Mie-resonant dielectric nanoparticles
通过结合分析和数值方法，我们研究了由中心对称材料制成的单个高折射率介电纳米颗粒的共振增强二次谐波产生（SHG）。考虑到体和表面的非线性，我们描述了二次谐波非线性散射从硅纳米粒子光激发附近的磁和电偶极共振。我们讨论了不同非线性源的贡献，以及低阶光学Mie模对产生的远场特性的影响。我们表明，多极扩展的辐射场是占主导地位的偶极和四极模式（两个轴对称的电四极，电偶极子，和磁四极），这些模式的干扰，可以确保非线性散射的方向性。开发的多极分析可以解释的非线性散射的远场测量是有益的，它提供了前瞻性的见解CMOS兼容的非线性纳米天线的设计完全集成与硅基光子电路，以及新的非线性诊断方法。
2017-11-12 physics.optics
Analytical approach to the surface plasmon resonance characteristic of metal nanoparticle dimer in dipole-dipole approximation
本研究主要探讨双粒子相互作用对含有两个相同金属纳米粒子的二聚体表面等离子体共振的影响。考虑到类Drude模型中的偶极-偶极相互作用，推导出了每个NP的介电常数的适当方程。通过对实验数据的分析，考虑了与经典约束相关的有限尺寸纳米颗粒的恢复力，并对该恢复力进行了适当的调整。考虑了激光束电场的两种不同偏振态，结果表明，电场的取向对二聚体的线性光学性质有重要影响。对4 nm和20 nm两种不同直径的金纳米粒子的二聚体进行了数值研究。对于平行极化，偶极-偶极相互作用导致SPR波长红移，峰值增大，而对于垂直极化，结果完全相反。对于所有的情况下，它示出的SPR波长功能相对于的几何因子$a/d$（NP半径的分离）可以提出一个三次方程，适合更好地比指数的建议，由早期的研究，这表明偶极-偶极特性的相互作用。定性地说，我们的结果与其他实验研究吻合得很好。
2020-01-11 cond-mat.mes-hall 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
Angular momentum transfer from swift electrons to non-spherical nanoparticles within the dipolar approximation
本研究基于经典电动力学和偶极近似，探讨了快电子向非球形金属纳米颗粒（球体和Platonic Solids）的角动量转移，发现不同几何形状对等离激元共振和角动量转移有显著影响，为电子镊子技术提供了应用前景。
2024-03-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.optics
Approach to tune near- and far-field properties of hybrid dimer nanoantennas via laser melting at the nanoscale
非对称金属-电介质纳米结构表现出优异的光学性质，其近场的强增强和可控的散射特性的组合，这源于等离子体和高折射率的电介质组分。在这里，受到最近的实验工作的启发[Dmitry~Zuev，\textit{et al.}，Adv. Mater. \textbf{28}，3087（2016）]关于通过纳米级的飞秒激光熔化制造不对称混合纳米颗粒的新技术，我们提出并数值研究了一种新型的混合二聚体纳米天线。纳米天线由非对称金属-电介质（Au/Si）纳米颗粒组成，可以通过激光熔化金属部件来调节近场和远场特性。我们展示了修改后的散射特性，近电场分布，归一化的局域态密度，和功率模式的辐射的纳米天线激光整形。用于调查这些影响的参数对应于实验证明的值在最近的工作。
2016-07-31 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
Metal nanoparticles in strongly confined beams: transmission, reflection and absorption
我们研究了紧聚焦光与金属纳米球表面等离子体激元共振的相互作用。特别是，我们计算的散射和吸收比，以及传输和反射系数。受我们以前在参考文献[1]中的工作的启发，我们讨论了金属纳米颗粒近似点状偶极辐射体的程度。我们发现，100 nm的银纳米球是非常接近这样的理想振荡器。我们的研究结果直接影响单纳米粒子光谱和显微镜以及等离子体。
2009-01-28 physics.optics
Nonlinear Fano Profiles in the Optical Second-Harmonic Generation from Silver Nanoparticles
利用超瑞利散射实验和有限元数值计算研究了140 nm银纳米粒子的共振效应对光学二次谐波产生的影响。我们发现，宽的偶极和窄的八极表面等离子体共振之间的干扰导致非线性Fano配置文件，可以外部控制的入射偏振角。这些配置文件是负责在二次谐波产生的非线性等离子体激元诱导的透明度。
2012-02-02 physics.optics
Thermoplasmonics under optically coupled regime: A Numerical Study of Dimers, Nanolenses, and Switchable Clusters
通过光学耦合控制等离子体纳米结构的热效应，研究双极、纳透镜和可切换簇的热分布与调控方法，为热等离子体系统设计提供新思路。
2025-12-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Ultrafast Dipolar Electrostatic Modeling of Plasmonic Nanoparticles with Arbitrary Geometry
INESC TEC - Institute of Systems and Computer Engineering, Technology and Science（系统与计算机工程、技术与科学研究所）；Department of Physics, School of Science and Technology, University of Trás-os-Montes e Alto Douro（特拉奥什蒙特和阿尔托杜罗大学理学院物理系）；Department of Physics, Faculty of Sciences, University of Porto（波尔图大学理学院物理系）
本文提出了一种超快方法，通过偶极子展开和Rayleigh商计算，实现等离子体纳米颗粒的快速建模与优化，显著降低计算成本。
2026-01-23 math-ph math.MP physics.comp-ph
Modeling Realistic Dynamics of Nanoparticle Dimers for Magneto-Optical Matter
本文提出基于Langevin动力学和真实碰撞的通用数值框架，研究静态磁场调控下n掺杂InSb纳米颗粒二聚体的动态光学结合，证明磁光共振下二聚体可在碰撞存在时稳定结合。
2025-03-10 physics.app-ph physics.comp-ph physics.optics
All-Optical Nanometric Switch based on the Directional Scattering of Semiconductor Nanoparticles
研究了一种基于硅纳米颗粒二聚体的结构，该结构在可见光范围内呈现定向散射，作为一种新的全光开关设计。在相同的入射波长下，满足零后向散射和最小前向散射条件的球形纳米颗粒的组合可以在纳米颗粒之间的区域中产生散射场的最大值或最小值。入射波长的调制可以用作开关参数，由于这些条件的敏感性，它。优化的二聚体设置，无论是在纳米粒子和入射波长之间的距离，进行数值计算，以获得最大的对比度。此外，近场和远场分布的电场已被认为是。
2015-07-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Theoretical insights into charge transfer plasmon lifetime
本文基于经典电磁学理论研究导电连接金纳米盘二聚体中电荷转移等离激元的光谱特征与退相干时间，发现其寿命更长且与粒子等离激元完全反相振荡，飞秒级退相干特性使其在全光计算器件中具有相干传输潜力。
2024-06-26 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
Origin of optical second-harmonic generation in spherical gold nanoparticles: Local surface and nonlocal bulk contributions
对150 nm球形金纳米粒子的二次谐波产生进行了理论和实验研究。我们证明了偶极和八极等离子体激元之间的干涉效应可以用作指纹来区分局部表面和非局部体对二次谐波产生的贡献。通过对实验数据与有限元法（FEM）计算的电场进行拟合，评价了表征非线性源效率的Rudnick和Stern参数，并对流体动力学模型和局域密度近似方法的有效性进行了讨论。
2011-07-19 physics.optics
Understanding the Coupling Mechanism of Gold Nanostructures by Finite-Difference Time-Domain Method
金纳米颗粒组装体由于单个纳米颗粒的等离子体激元模式的组合效应而显示出强的等离子体激元响应。增加结构化组装体中纳米颗粒的数量导致光学和物理性质的显著变化。我们使用时域有限差分法（FDTD）模拟分析了结构有序的金纳米棒在单体和二聚体配置的电磁响应。单体或二聚体配置中的纳米棒之间的等离子体激元耦合提供了用于调谐纳米结构内和周围的局部电场的光谱强度、空间分布和偏振的独特技术。我们的研究表明，当两个金纳米棒以端对端和并排的二聚体构型组装时，具有指数耦合行为。在端对端二聚体配置中的相邻纳米棒之间的间隙中的最大电场描述了比单个金纳米棒更显著的增强因子。我们的FDTD模拟二聚体在端到端组装小间距高达~ 40 nm可以很好地解释所观察到的实验生长动力学的金纳米棒。
2021-08-14 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Enhancement of artificial magnetism via resonant bianisotropy
基于高折射率纳米颗粒的全电介质“磁光”纳米光子学允许在纳米尺度下控制光的磁分量而没有高耗散损耗。这种纳米颗粒的人工磁光响应源于这些结构内部激发的圆形位移电流，并且强烈依赖于光学材料的几何形状和色散。本文提出并分析了一种利用共振双各向异性效应提高磁响应的新方法。增强的关键机制是基于全介电二聚体纳米天线的两个电和磁共振纳米颗粒之间的电磁相互作用。结果表明，相对于入射照明方向的二聚体的适当的几何布置允许灵活的控制在所有的矢量分量的磁极化，剪裁后者在100%的动态范围和增强高达36%相对于性能的独立的球形粒子。所提出的方法为具有强磁响应的全介电超材料和超表面的设计提供了途径。
2015-07-08 physics.optics
Enantioselective optical forces in gain-functionalized single core-shell chiral nanoparticles
本文提出在染料掺杂手性颗粒中利用增益辅助实现可调光学拉力和推力，通过控制染料浓度与泵浦速率完成外消旋混合物拆分和对映选择，适用于手性传感、药物发现与分子分离。
2023-04-19 physics.optics
Faraday Rotation and Circular Dichroism Spectra of Gold and Silver Nanoparticle Aggregates
研究了贵金属纳米粒子团簇的磁光响应。我们考虑粒子的光致偶极子之间的相互作用。在磁场的存在下，最简单的非手性簇，二聚体，表现出圆二色性（CD）。二聚体的CD取决于磁场和光波矢量的方向。稠密星系团的CD对磁场的依赖性很弱。在从簇散射时，具有偏振方位$φ$的入射线偏振光变为椭圆偏振。偏振方位角旋转和椭圆度角变化是$2 φ$的正弦函数。团簇的各向异性和手征性控制了这些正弦函数的振幅和偏移。法拉第旋转和法拉第椭圆率也是$2 φ$的正弦函数。在表面等离子体激元频率附近，法拉第旋转和法拉第椭圆率增大。
2012-12-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Extreme renormalisations of dimer eigenmodes by strong light-matter coupling
我们探索的理论手段的极端重正化的偶极元原子的二聚体的本征模由于强的光-物质相互作用。首先，通过调节封闭光子腔的高度，我们可以将对称“亮”模的能级降低到反对称“暗”模的能级之下。这是可能的，由于极化激元性质的对称模式，同时共享其激发腔和二聚体。对于异质二聚体，我们表明，极化激元模式可以顺利地从对称到反对称调谐，从而导致可变模式本地化从整个腔体的扩展到集中在附近的二聚体。此外，我们揭示了一个临界点，其中一个元原子成为“被包围”，没有响应的驱动电场，因此，由二聚体重新辐射的领域是唯一的其他元原子。我们提供了一个精确的分析描述系统的第一原理，以及全波电磁模拟，显示出很强的定量协议与分析模型。我们的描述是相关的任何物理二聚体偶极相互作用是占主导地位的机制。
2020-10-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Fluorescence quenching in plasmonic dimers due to electron tunneling
等离子体纳米粒子提供了一个理想的环境，用于增强荧光发射。一方面，它们局部放大电磁场，增加发射体激发速率，另一方面，它们提供高的局部态密度，加速自发发射。然而，当发射体被放置在靠近单个金属纳米颗粒的位置时，非辐射状态的数量急剧增加，导致荧光淬灭。理论上已经预测，通过明智地放置发射器，等离子体纳米腔中的荧光可以单调地增加。在这篇文章中，我们表明，这种单调增加是由于使用局部响应近似的金属纳米粒子的等离子体响应的描述。我们证明，考虑到电子隧穿和周围系统的非局部性，通过量子流体动力学理论的结果最终在荧光增强淬灭时，也发射器被放置在一个纳米腔，而不是本地响应和Escheras-Fermi流体动力学理论的结果。这一结果标志着考虑量子效应的重要性，特别是，电子隧穿，以正确地描述在纳米尺度上的等离子体系统的发射效应。
2022-01-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Scattering properties of collective dipolar systems
我们提出了一个理论治疗的光散射由一个合奏的N偶极子，考虑到经常性的多重散射。我们研究了集体偶极系统的内在光学性质，而没有指定一个特定的照明条件。我们应用这种形式主义来研究集体吸收模式的小纳米粒子的合奏，然后得到集体辐射校正由于偶极合奏，一个重要的主题，在集体纳米光子系统或原子网络的发展中的相互作用用作光学时钟。
2020-02-10 physics.optics quant-ph
Effect of dipolar interactions on optical nonlinearity of two-dimensional nanocomposites
在这项工作中，我们计算了偶极-偶极相互作用的光学非线性的二维随机合奏的纳米粒子，具有一组激子水平，例如，量子点的贡献。得到了TM波和TE偏振光沿平面传播时的贡献的解析表达式。它示出的光学非线性，所造成的偶极-偶极相互作用的纳米粒子的平面系综，是几倍小于类似的非线性散装纳米复合材料。预期在比量子点激子上升时间大得多的时间尺度处观察到这种类型的光学非线性。所提出的方法可以应用于各种类型的纳米复合材料的形状。
2013-03-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
Heterodimer nanostructures induced energy focusing on metal film
作为近年来发现的一种有趣的表面等离子体现象，纳米二聚体在薄膜上的电磁场重分布为提高薄膜上的光功率提供了一种新的思路，可广泛应用于表面增强拉曼散射（SERS）、太阳能电池、光催化等领域。在这项工作中，尺寸差异诱导的电磁场重新分布的Ag纳米粒子二聚体在Au膜系统的第一次研究。有限元分析结果表明，纳米粒子的尺寸越小，其对金膜的聚焦能力越强，甚至达到了大纳米粒子的5倍以上。进一步的研究表明，这种能量聚焦能力与二聚体的波长和直径比有很强的关系。在薄膜上的粗丝-小颗粒系统中也发现了类似的聚焦现象。随后，在小纳米颗粒-大纳米线体系中采集的SERS光谱为这一理论预测提供了实验依据。我们的研究结果加深了对平面薄膜表面等离子体激元的理解，在表面等离子体激元相关领域具有潜在的应用前景。
2015-11-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Relating localized nanoparticle resonances to an associated antenna problem
我们在概念上统一的描述存在于金属纳米粒子和光学纳米线天线的共振。为此，纳米天线被视为一个法布里-珀罗谐振器与任意的半纳米粒子形成的终端。我们表明，这些纳米粒子的准静态偶极共振的频率与频率相一致的基本传播等离子体激元模式的复反射系数的相位在电线终端金额为$π$。因此，即使对于可忽略的线长度，也发生光学线天线的最低阶法布里-珀罗谐振。这种方法可以用来容易地计算任意形状的纳米粒子的谐振频率，或通过改变它们的终止来调谐纳米天线的谐振。
2010-10-14 physics.comp-ph physics.optics
An Exact Energy Conservation Law for Magneto-Optical Nanoparticles
本文推导了磁光纳米颗粒在一般照明条件和任意外部磁场下的精确能量守恒定律，并揭示了纯磁光散射被禁止而强磁光散射被允许的核心结论。
2026-01-15 physics.app-ph physics.optics
Mie plasmons: modes volumes, quality factors and coupling strengths (Purcell factor) to a dipolar emitter
使用准静态近似或精确的米氏展开，我们描述了局域表面等离子体支持的金属球形纳米粒子。我们估计品质因数$Q_n$并定义$n^{th}$模式的有效体积$V_n$，使得与邻近偶极发射极的耦合强度与比率$Q_n/V_n$（珀塞尔因子）成正比。焦耳损耗，远场散射和模式限制的耦合机制中的作用进行了介绍和讨论简单的物理理解，特别注意能量守恒。
2011-12-13 physics.optics quant-ph
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
Aluminium nanoparticle-based ultra-wideband high-performance polarizer
本文提出CaF_2衬底上半浸没式Al纳米二聚体超宽带偏振器，通过FDTD仿真验证其在NIR至THz范围的高消光比与低插入损耗。
2024-07-11 physics.app-ph physics.comp-ph physics.optics
