A Terahertz Bandpass Filter Using a Capacitive Transition Circuit and a Spoof Surface Plasmon Polariton Waveguide
University of Victoria（维多利亚大学）
本文提出了一种基于 spoof 表面等离子体极化波导的太赫兹带通滤波器，中心频率为 1 THz，3 dB 带宽为 0.3 THz，采用级联高通和低通元件实现滤波功能。
2026-03-25 physics.app-ph physics.optics
Design and Verification of a Terahertz Bandpass Filter using a Spoof Surface Plasmon Polariton Waveguide with Gapped Unit Cells
University of Victoria（维多利亚大学）；Centre for Advanced Materials and Related Technology (CAMTEC), University of Victoria（维多利亚大学先进材料及相关技术中心）
本文提出利用具有内部沟槽和周期性间隙的共面波导实现太赫兹 spoof 表面等离子体极化子带通滤波器，通过SSPP带边低通行为与间隙作为串联电容的高通行为相结合，实现带通滤波功能。
2026-04-15 physics.app-ph physics.optics
Theory of Spoof Magnetic Localized Surface Plasmons Beyond Effective Medium Approximations
均匀的负磁导率球可以支持磁局域表面等离子体（MLSP）。通常，负磁导率材料是表现出非常深的亚波长空间尺度的超材料（MM）结构，其效果对于基于有效介质近似的那些应用在近场中可能是有害的。我们建议克服这一根本性的限制，通过分析证明，电磁空间分布，相关的MLSP谐振和近场源激发，可以准确地复制外的球，通过取代负磁导率球与均匀的高折射率介质具有相同的半径。考虑到大类铁电材料在低频（高达GHz）下表现出超高介电常数和低损耗，我们的欺骗MLSPs理论可能是在射频和微波区域实现高性能亚波长磁性光子器件的关键工具。
2020-12-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Hyperbolic spoof plasmons in layered equivalent graphene metasurfaces
石墨烯等离子体的进步为设计和制造各种纳米电子器件和其他令人兴奋的光学器件提供了许多机会。但是，由于材料性能的限制，其工作频率不能下降到微波范围。在这项工作中，微波等效石墨烯的新概念的基础上的单层等离子体超颖表面的提出和证明。基于这一概念，理论上可以通过周期性地堆叠等效石墨烯超颖表面来获得椭圆和双曲色散。作为概念和方法的证明，设计并数值演示了椭圆形和全金属双曲超材料。作为该方法的具体实现，制备了一种实用的双曲型超材料，并通过定向传输和光子自旋霍尔效应验证了该方法的有效性。此外，为了研究该方法在极端参数条件下的有效性，设计并制作了一个概念验证超透镜，其近场分辨率为0.05 $λ$的实验验证。基于所提出的概念，不同的光学石墨烯超材料，如调焦镜，色散相关的定向耦合器，和ε近零材料也可以在微波区实现。
2020-06-12 physics.app-ph physics.optics
Selective excitation of multipolar spoof plasmons using orbital angular momentum of light
光与物质相互作用的本质是由光场的时空结构和物质波函数决定的。具有横向相位涡旋或等效轨道角动量（OAM）的光束的出现为诱导超越电偶极相互作用框架的非常规光学跃迁提供了有趣的可能性。这种独特性源于从光到材料的OAM转移，如使用单个捕获离子的束缚电子所证明的。然而，涡旋光-物质相互作用的许多方面仍然没有被探索，特别是在具有扩展电子态的固体中。在这里，我们明确地可视化偶极禁止多极激发在固态电子系统，欺骗局部表面等离子体，选择性地诱导的太赫兹涡旋束。结果服从总角动量守恒的选择规则，这是由电磁场分析数值证实。我们的研究结果表明，光的OAM可以有效地转移到固体中的元激发。
2019-05-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Design and Analysis of Pseudospin-Polarized Ultra-Wideband Waveguide Supporting Hybrid Spoof Surface Plasmon Polaritons
本研究提出基于互补超表面的超宽带低损耗波导与功率分配器，实现0-100 GHz频段大于0.5 dB的插入损耗，显著提升波约束并抑制传播，仿真验证其优势。
2024-03-16 physics.app-ph physics.optics physics.plasm-ph
Influence of probe geometry of optical fibers in sensing volatile liquids through localized surface plasmon resonance
分析了探针结构对局域表面等离子体共振现象的影响。通过采用D型和锥形光纤探针检测甲醇，专门研究了贵金属纳米颗粒如AuNPs和AgNPs的等离子体响应。随着甲醇浓度的增加，介质的有效折射率发生变化，这导致纳米颗粒的吸光度特性发生变化，从而调制所提出的传感器的最终输出响应。对不同几何形状的探针进行了甲醇检测的对比研究。在用于检测甲醇的D型探针的情况下，发现AuNP的灵敏度为约0.09644 mV/ppm，AgNP的灵敏度为约0.03038 mV/ppm。另一方面，在锥形探针的情况下，发现AgNP涂覆的探针的灵敏度为约0.00389 mV/ppm，AuNP为0.00379 mV/ppm。
2019-07-08 physics.app-ph
Active control of thermal emission by graphene-nanowire coupled plasmonic metasurfaces
超颖表面与石墨烯等离子体一起，对于热工程中的发射率控制已经变得突出，无论是被动地通过改变超颖表面的几何参数和堆积密度，还是主动地通过石墨烯门控或掺杂。我们展示了石墨烯纳米线耦合等离子体超颖表面利用混合局域表面等离子体模式的纳米线阵列和石墨烯。纳米线阵列使得混合表面等离子体激元模式局部化，允许自由空间激发。单层石墨烯，通过下面的镜子和顶部电极之间的门控，可以主动调整光谱发射率近90%。此外，混合等离子体激元模式提供了额外的自由度来调制具有五倍增强的p偏振发射率，特别是对于大发射角。
2022-09-12 physics.app-ph
Angle dependent localized surface plasmon resonance from silver nanoparticles embedded in SiO2 thin film
通过40 keV银负离子注入获得了嵌入氧化硅中的近表面银纳米颗粒，而不需要退火步骤。离子束引起的局部加热的膜内导致的外扩散的银离子朝向膜表面，从而导致较大的纳米颗粒的突起。横截面透射电子显微镜（XTEM）揭示了在SiO2膜的不同深度处存在多分散纳米颗粒（NP），范围在2 nm-20 nm之间。正入射反射光谱在400 nm附近显示出双扭结特征，表明嵌入纳米粒子的强局域表面等离子体共振（LSPR）。然而，由于双层干涉和LSPR的重叠，相关特征难以分离。在关联正确的扭结与LSPR相关的吸收的模糊性是清除与使用的传输矩阵模拟结合有效的介质近似。模拟进一步验证与角度相关的反射率测量。此外，转移矩阵模拟还用于计算穿过膜的深度的电场强度分布，其中在注入膜的表面处预测增强的电场强度。
2018-05-27 physics.app-ph
Observation of Topologically Robust Localized Magnetic Plasmon Skyrmions
近年来，通过多个表面等离子体激元的干涉来定制电场或自旋场分布，从而构建了光学Skyrmions，为先进的信息处理、传输和存储提供了有前途的功能。在这里，我们在一个精心定制的空间盘绕元结构中构建了拓扑鲁棒的等离子体skyrmions，支持磁性局域欺骗等离子体（LSP），它被强烈压缩到λ3/106，并且不需要严格的外部干扰条件。通过直接测量所有三个矢量磁场的空间分布，我们揭示了映射到多共振近等距LSP本征模的多个π扭曲目标skyrmion配置。这些skyrmion配置的实空间拓扑鲁棒性证实了任意变形的元结构，表现出灵活的skyrmion纹理与任意形状。观察到的磁性LSP skyrmions为超紧凑和拓扑鲁棒的等离子体设备铺平了道路，例如柔性传感器，可穿戴电子设备和超紧凑天线。
2021-04-07 physics.app-ph physics.optics
Localized surface plasmons in a Weyl semimetal nanosphere
本文研究Weyl半金属亚波长纳米球的局域表面等离激元，通过准静态近似推导偶极与四极模式解析解，揭示轴矢项引发的非简并共振及横场激发新机制。
2025-09-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Imaging localized plasmon resonances in vacancy doped Cu3-xP semiconductor nanocrystals with STEM-EELS
由于Cu（I）空位的存在，铜二元化合物通常是本征p型半导体，在价带中具有相应的空穴载流子。如果自由载流子浓度足够高，则相对于在金属（Ag、Au、.）的情况下在可见光范围中看到的典型共振，可以在纳米晶体中维持局部等离子体共振，其频率在红外（<1 eV）。共振的局部化可以用扫描透射电子能量损失谱（STEM-EELS）结合高空间分辨率和高能量分辨率来证明。在这里，我们证明，Cu（I）空位可以直接测量从STEM图像在Cu（3-x）P六方纳米晶体。从STEM-EELS中可以看到两个局域共振，这与从STEM获得的空位浓度计算的共振一致。
2019-07-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Sputtered Spontaneously Nano-porous VO2-based Films via PTFE Self-Template: Localized Surface Plasmon Resonance Induced Robust Optical Performance for Solar Glazing Application
选用聚四氟乙烯（PTFE）作为自模板结构材料，采用反应磁控溅射和后退火工艺制备VO 2薄膜。自发随机纳米多孔结构的VO 2薄膜生长在石英玻璃上已故意建立通过自下而上的处理，通过这种新颖而简便的方法。基于局域表面等离子体共振（LSPR），纳米多孔VO 2薄膜表现出优异的光学性能，光透过率（Tlum）高达78.0%，太阳光调制能力（ΔTsol）为14.1%。同时，薄膜巧妙的微观结构在可见光中提供了多角度的反射功能，具有汽车挡风玻璃智能太阳能调制的潜力。纳米多孔薄膜的制备将热致变色VO 2的实际应用拓展到了一个全新的领域，突破了单层致密VO 2薄膜的光学性能极限，为制备均匀的纳米多孔结构薄膜提供了一种通用的方法。
2019-02-09 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Localized surface plasmon enhanced InGaN-based light-emitting diodes with polygonal Au/Al nanoparticles
局域表面等离子体激元（LSP）在提高发光二极管（LED）的发光效率方面发挥了重要作用。在这篇报道中，我们利用Ni纳米多孔膜作为刻蚀掩模，在InGaN基LED的p-GaN层中制备了多边形纳米孔，然后将Au/Al金属纳米颗粒嵌入到纳米孔中，形成LSP结构。已经清楚地观察到LSP和LED之间的耦合。结果表明，在较高的电流注入条件下，LED的光输出增加了46%，并且增益峰值位置向LSP峰值共振能量移动。当耦合距离从60 nm减小到30 nm时，最大增强因子增加到2.38。上述结果表明，多边形金属纳米颗粒的LSP是一种非常有前途的结构，以提高InGaN基LED的发光性能。
2021-04-02 physics.app-ph 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
Multi-Wavelength Selective Thermal Emission Enabled by Dual-Layer Localized Surface Plasmon Polaritons
本文提出一种双层超表面结构，通过两个独立层实现5-8微米范围内的多峰热发射，支持任意光谱形状和动态调谐，为热发射工程提供了新平台。
2024-11-07 physics.app-ph physics.optics
