One-dimensional plasmonic hotspots located between silver nanowire dimers evaluated by surface-enhanced resonance Raman scattering
表面增强共振拉曼散射（SERRS）的热点位于等离子体纳米颗粒（NP）二聚体的间隙或裂缝处的1nm内。我们展示了SERRS热点与体积在一维扩展数万倍相比，标准的零维热点使用间隙或缝隙的等离子体纳米线（NW）二聚体。
2017-01-04 physics.optics
Silver nanowires with optimized silica coating as versatile plasmonic resonators
金属纳米粒子是等离子体中最常用的纳米结构。然而，除了纳米颗粒之外，金属纳米线还具有几个应用优势。它们的伸长提供了更大的相互作用体积，它们的共振可以达到更高的品质因数，并且它们的模式结构提供了更好的耦合到集成混合介电-等离子体电路中。然而，控制导线到支撑衬底、到另一金属层或到具有亚纳米精度的活性材料的距离是至关重要的。电介质涂层可以用于距离控制，但它不能降低等离子体特性。在本文中，我们介绍了一种控制合成和涂层的银纳米线的方法，以满足这些要求。我们合成和表征直径约70 nm的银纳米线。这些纳米线使用改进的Stöber方法涂覆有nm大小的二氧化硅壳，以实现均匀和光滑的表面质量。我们使用透射电子显微镜，暗场显微镜和电子能量损失光谱学的形态和等离子体共振的个别纳米线和量化的二氧化硅涂层的影响。彻底的数值模拟支持的实验结果表明，涂层不恶化的等离子体特性，从而引入银纳米线作为可用的构建块集成的混合等离子体系统。
2018-11-19 physics.optics
Spin-Hall effect in the scattering of structured light from plasmonic nanowire
自旋-轨道相互作用是亚波长现象，其可以潜在地导致纳米光子学中的许多器件相关应用。本文报道了厄米-高斯光束和高斯光束在等离子体纳米线上前向散射的自旋霍尔效应。观察到圆偏振光束的非对称散射辐射分布。当偏振旋向性反转时，散射辐射分布的不对称性改变了符号。我们发现在恒定输入功率下，厄米-高斯光束的自旋霍尔效应比高斯光束有显著的增强。垂直于等离子体纳米线的长轴的散射功率之间的差异用于量化增强。此外，HG束的节线也是自旋-霍尔位移的标志。数值计算证实了实验观察，并认为与圆极化相关的坡印廷矢量的自旋流分量是自旋-霍尔效应及其增强的原因。
2018-04-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Modified field enhancement in plasmonic nanowire dimers due to nonlocal response
我们研究了非局域光学响应对金属纳米线的光学性质的影响，通过数值实现任意纳米线几何形状的流体动力学Drude模型。我们首先证明了我们的频域有限元实现的准确性，基准它在一个很宽的频率范围内对分析结果的消光截面的圆柱形等离子体纳米线。我们的主要结果涉及更复杂的几何形状，即圆柱形和蝴蝶结纳米线二聚体，可以强烈增强光场。对于这两种类型的二聚体，我们发现，非局域响应可以强烈影响之间的二聚体和各自的消光截面的字段增强。特别是，我们给出的例子附近的杂交等离子体激元二聚体共振，仍然很大，但近两倍小于通常的本地响应描述的最大字段增强。同时，对于固定的频率，场增强和截面也可以显着增强在非局部响应模型。
2011-10-07 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Green function surface-integral method for nonlocal response of plasmonic nanowires in arbitrary dielectric environments
我们开发了一个非局部响应的广义格林函数表面积分法（GSIM），也被称为边界元法（BEM）。该方法可以精确描述任意形状等离子体纳米线在任意介质背景下的线性流体动力学非局域响应。以前所有用于非局部响应的通用方法都是批量方法。我们还扩大了可能的几何形状，通常的本地响应GSIM可以应用，通过显示如何正则化的奇异性，发生在表面积分时，纳米粒子接触电介质基板。同样的正则化也适用于非局部响应。此外，一个有效的理论来解释数值观察到的非局部效应。非均匀背景中圆柱形纳米线的非局域频率蓝移一般随纳米线半径和纵向波数的减小、有效背景介电常数或模式不均匀性的增大而增大。的不均匀性可以表示在一个有效的角动量的表面等离激元模式。我们比较本地和非本地响应的独立的纳米线，和纳米线接近和平面介电基板上。特别是对于后者的几何形状，相当大的差异消光截面被发现为本地相比，非本地的响应，类似于所发现的等离子体二聚体结构。
2013-07-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantum Plasmonics: Nonlocal effects in coupled nanowire dimer
利用全量子力学方法研究了耦合纳米线二聚体的光学响应。该系统的平移不变性允许应用时间相关的密度泛函理论的等离子体二聚体的最大尺寸考虑到目前为止在量子计算。从经典的电磁计算的结果的基础上本地和非本地的流体动力学响应，以及与最近开发的量子校正模型的结果进行详细的比较。我们发现，电子隧穿和动力学屏蔽是决定系统中等离子体激元模和场增强的主要非局域量子效应。在小的结尺寸的电子隧穿帐户允许在经典框架内的量子结果的半定量描述。我们还讨论了经典的治疗方法的缺点，使用非局部介电常数的基础上的流体动力学模型。最后，屏蔽电荷密度的实际位置的等离子体标尺应用的影响被证明。
2013-02-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Mirror enhanced directional out-coupling of SERS by remote excitation of a nanowire-nanoparticle cavity
本文报道了在远程激发条件下，从分子自组装单分子层耦合到反射镜上的纳米颗粒-纳米颗粒（NW-NP）结上，观察到的镜面增强定向表面增强拉曼散射（SERS）。将NW-NP结放置在金属镜上产生多个具有独特动量空间散射特征的间隙等离子体激元模式。我们在反射镜上对NW-NP的SERS进行傅里叶平面成像，以了解多个热点对分子发射的影响。我们系统地研究了地平面对NW-NP结发射方向性的影响，并表明反射镜的存在大大降低了发射的角展度。利用三维数值模拟研究了几何结构中多个热点对分子发射方向性的影响。这里提出的结果将在理解等离子体杂化的动量空间及其对分子发射的影响的影响。
2021-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.app-ph
Hybrid plasmonic nanosystem with controlled position of nanoemitters
量子点在靠近银纳米线的位置被光学激发可以发射纳米线表面等离子体激元。与这种有前途的混合系统相关的挑战是控制纳米线上纳米发射器的位置。我们报告使用双光子光聚合过程中的战略位置的量子点纳米线在控制网站。量子点和纳米线极端之间的距离的参数研究表明，精确控制发射点的位置，使控制线端的光强度，通过表面等离子体传播。
2019-07-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Resonant light interaction with plasmonic nanowire systems
我们比较了孤立的纳米线，双线系统，和PI结构的光学响应，并表明，他们的辐射是很好地描述在他们的电和磁偶极矩。我们还表明，介电常数和磁导率可以是负的，在光学和近红外频率，并展示了系统的几何形状和它的谐振特性之间的连接。我们的结论是，等离子体纳米线可以用于开发新的负折射率材料。最后，我们证明，它是可能的，以构建一个基于宝石的“透明纳米谐振器”具有显着增强的强度和金属浓度低于5%。
2004-06-16 physics.bio-ph physics.optics
Subwavelength Plasmonic Lattice Solitons in Arrays of Metallic Nanowires
我们从理论上预测了嵌入非线性介质中的金属纳米线阵列可以形成稳定的亚波长等离子体晶格孤子。金属纳米线的导模的严格限制，结合由金属表面处的增强场引起的强非线性，提供了平衡波衍射和PLS形成的主要物理机制。由于在各种等离子体系统中满足形成PLS所需的条件，我们期望这些非线性模式在亚波长纳米光子学中具有重要的应用。特别是，我们表明，亚波长PLS可用于光学操纵纳米精度的超紧凑光子系统中的功率流。
2010-04-07 nlin.PS physics.optics
Nonlocal Optics of Plasmonic Nanowire Metamaterials
我们提出了一个分析描述的非局部光学响应的等离子体纳米线超材料，使负折射，亚波长光操纵，和发射寿命工程。我们表明，在纳米线介质中传播的光波的色散的结果从横向和纵向电磁模式的耦合支持的复合材料，并推导出这种色散的非局部有效介质近似。我们推导出的轮廓的电场的单位细胞，并使用这些表达式来解决长期存在的问题的附加边界条件的计算波的透射和反射的非局部纳米线介质。我们验证我们的分析结果与数值解麦克斯韦方程组和讨论推广的发展形式主义其他单轴超材料。
2013-10-24 cond-mat.mtrl-sci 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
Optical characterization of size- and substrate-dependent performance of ultraviolet hybrid plasmonic nanowire lasers
本文通过单纳米线光学表征与高通量PL光谱，研究Ag、Al衬底上ZnO纳米线紫外混合等离激元激光器，揭示衬底色散与纳米线直径对激子-表面等离激元耦合及器件性能的调控作用。
2024-05-08 physics.optics
Generation of Subwavelength Plasmonic Nanovortices via Helically Corrugated Metallic Nanowires
我们表明，等离子体激元螺旋光栅由金属纳米线压印与螺旋槽或脊可以有效地用来产生等离子体激元涡旋的半径远小于工作波长。在我们提出的方法中，这些螺旋表面光栅的设计，使等离子体模式与不同的方位角量子数（拓扑电荷）的相位匹配，从而允许一个产生光学等离子体涡旋与任意拓扑电荷。设计等离子体螺旋光栅，有利于有效地产生等离子体涡流的一般原则推导和其适用性的等离子体涡流与零角动量到任意角动量的等离子体涡流的转换示出在几个特定的情况下。我们的分析，基于螺旋等离子体光栅中传播的电磁场的精确解和耦合模理论，表明即使在存在金属损耗的情况下，拓扑电荷m=0的基模也可以转换为拓扑电荷m=1和m=2的等离子体涡旋模，转换效率高达60%。在这项研究中引入的等离子体纳米涡旋为轨道角动量在宇宙中的令人兴奋的应用开辟了新的途径。
2015-07-21 physics.optics
Directing Monolayer Tungsten Disulfide Photoluminescence using a Bent Plasmonic Nanowire on a Mirror Cavity
在不影响场增强的情况下设计定向光学天线需要专门设计的光学腔。在这里，我们报告的实验观察定向光致发光发射从单层的二硫化钨使用的反射镜腔上的等离子体纳米线。几何形状提供了场增强和方向性的光致发光通过将单层之间的延伸腔滴铸弯曲的银纳米线和金镜形成。我们使用傅立叶平面成像技术成像的光致发光发射波矢量。该腔在一个狭窄的波矢范围内耦合出辐射，径向和方位角扩展分别仅为11.0°和25.1°。此外，我们进行了三维有限差分时域数值计算，以证实和理解的实验结果。我们设想，这里提出的结果将很容易利用片上耦合应用和设计非弹性光学天线。
2022-03-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Plasmonic waveguide-integrated nanowire laser
下一代光电子器件和光子电路将必须结合芯片上兼容的纳米激光源。半导体纳米线激光器已经成为集成系统的强有力的候选者，其应用范围从超灵敏传感到数据通信技术。尽管在其基本方面取得了重大进展，但可扩展光子电路内的集成仍然具有挑战性。在这里，我们报告的实现混合光子器件的纳米线激光器集成与晶圆级光刻设计的V型槽等离子体激元波导。我们目前的实验证据的激光发射和耦合到V型槽的传播模式，使芯片上的路由相干和子衍射限制光与室温操作。理论上的考虑表明，所观察到的激光是由波导混合光子等离子体激元模式。这项工作是实现面向应用的集成纳米激光源的光子电路的一个重大进展。
2018-08-22 physics.optics
Directional out-coupling of light from a plasmonic nanowire-nanoparticle junction
我们的实验表明，一个单一的银纳米粒子（NP）耦合到银纳米线（NW）可以转换传播的表面等离子体激元定向光子。通过采用双激发傅立叶显微镜与空间滤波收集光学，我们显示单和双向耦合的光从NW-NP结的等离子体激发通过玻璃基板和空气覆盖。此外，我们还发现，NW-NP结可以影响分子荧光发射的方向性，从而起到光学天线的作用。本文讨论的结果可能对实现定向单光子源和量子等离子体电路具有影响。
2015-04-09 physics.optics
Nonlinear Surface-Plasmon Whispering-Gallery Modes in Metallic Nanowire Cavities
我们证明，表面二次谐波产生可以导致形成非线性等离子体回音壁模式（WGM）的金属纳米线制成的微腔。由于这些WGM是由诱导的表面非线性偶极子激发的，因此即使它们不耦合到辐射连续体，也可以产生它们。因此，这些非线性模式的品质因数可以与金属中的光学损耗所施加的理论极限一样大。值得注意的是，我们的理论分析表明，非线性等离子体WGM的特点是分数方位角模式数。这表明，这里研究的等离子体腔可用于产生具有分数角动量的多色光场。等离子体传感器的应用也进行了讨论。
2013-10-30 physics.optics
Extending the Propagation Distance of a Silver Nanowire Plasmonic Waveguide with a Dielectric Multilayer Substrate
化学合成的银纳米线被证明是一种有效的等离子体波导结构，但其高的传输损耗限制了其广泛的应用。在这里，我们证明了沿银NW的等离子体激元的传播距离可以延长，如果银NW放置在含有光子带隙的电介质多层基板上，但不放置在常用的玻璃基板上。在630 nm波长下，即使银纳米线直径为90 nm，其传输距离也可达到16 μ m。实验和模拟结果进一步表明，这种传播的等离子体激元模式的偏振方向几乎平行于介质多层膜的表面，因此它是由沿同一介质多层膜上直径仅为170 nm的聚合物纳米线传播的横向电偏振布洛赫表面波激发的。数值模拟结果与实验结果吻合较好。我们的工作为扩展等离子体波导的传输距离以及光子和等离子体波导在纳米尺度上的集成提供了一个平台。
2017-11-01 physics.optics
Position-sensitive spectral splitting with a plasmonic nanowire on silicon chip
片上纳米光子学是新一代信息技术的基础，但它受到光的衍射极限的挑战。由于能够将光限制在（深）亚波长体积中，等离子体激元使得可以显著地将光学器件集成到硅芯片中。在这里，我们表明，通过级联纳米光栅与不同的周期性银纳米线顶部硅，不同的颜色可以在空间上分离，并按时间顺序释放在不同的光栅结。所释放的光的频率取决于光栅的排列和双周期性。因此，纳米线充当光谱分离器，用于以十飞秒级间隔在不同纳米尺度位置处对光子进行分类/解复用。这种纳米线可以进一步构造成紧凑的2D网络或电路。我们相信，这项研究提供了一个新的和有前途的方法，实现时空敏感的光谱分裂和纳米尺度上的光信号处理，并为一般集成的纳米光子学与微电子学。
2013-11-05 physics.optics
Quantum plasmonic N00N state in a silver nanowire and its use for quantum sensing
近年来，随着等离子体激元的使用，在纳米尺度上控制光的量子态已经成为可能。在这里，已经提出了许多类型的纳米光子器件和应用，它们利用量子光学效应，尽管存在固有的损耗。一个关键的例子是量子等离子体传感，它提供了超过经典极限的灵敏度，使用纠缠N00N状态和它们的概括在一个紧凑的系统操作低于衍射极限。在这项工作中，我们实验证明了两个等离子体纠缠态N00N（N=2）在银纳米线的激发和传播，并评估我们的系统进行量子传感的性能。偏振纠缠光子对在银纳米线中被转换成等离子体激元，其在5 μ m的距离上传播并重新转换回光子。对等离子体激元系统的全面分析发现，高质量的纠缠始终保持不变。我们通过符合测量测量了纠缠态的特征超分辨相位振荡。我们还确定了在我们的设置中的各种损失来源，并展示了如何在原则上减轻它们，以达到超越经典传感极限的超灵敏度。我们的研究结果表明，极化纠缠可以保持在等离子体纳米线和传感与量子优势是可能的适度的损失。
2018-10-08 physics.optics quant-ph
Hydrodynamic acoustic plasmon resonances in semiconductor nanowires and their dimers
从金属等离子体激元学已知的流体动力学Drude模型也适用于尺寸在单粒子量子限制和体之间的半导体结构。但与金属相反，对于半导体，可能必须考虑两种或更多种类型的等离子体，以便正确描述它们的等离子体特性。在这种结合分析和计算的研究中，我们探讨了最近提出的双流体动力学Drude模型的等离子体半导体纳米线的光学性质的预测，特别是热激发InSb纳米线。我们专注于低频声表面和体等离子体共振，这是这个模型的独特指纹，尚未观察到。我们确定这些共振的光谱单纳米线的基础上分析计算，他们是在我们的数值实现的模型完全一致。对于纳米线的二聚体，我们预测的消光截面和声学局域表面等离子体共振场增强，这使得它的观察在二聚体的大幅增加更有可能。
2019-05-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmonic Dimers Enhanced Polarized Single Photon Coupled to Optical Nanowire
我们提出了一个系统，用于引导等离子体增强的偏振单光子进入光学纳米线（ONW）导模。结果表明，金纳米棒二聚体（GNRD）的存在可以显著增强量子发射体（QE）的自发发射特性，从而产生高偏振、高亮度的单光子发射.我们已经计算出，一个高的Purcell因子为279，耦合效率为11%，和单光子的偏振度（DOP）估计高达99.57%，在引导模式的ONW适当地放置一个QE的GNRD系统的优化位置。这种混合量子系统可以与光纤网络相连接，为可能的量子信息处理和量子密码学应用打开了大门。
2022-12-17 physics.optics quant-ph
Plasmonic structure integrated superconducting nanowire single-photon detector with BSCCO stripes
University of Szeged（塞格德大学）；HUN-REN Wigner Research Center of Physics（匈牙利研究与创新网络维格纳物理研究中心）
通过集成等离激元纳米结构增强超导BSCCO条带的吸收效率，数值优化了纳米腔阵列和纳米腔沟槽阵列SNSPD，在垂直入射下吸收率提高一个数量级以上。
2026-06-09 physics.optics
Ultra-broadband Optical Switching Plasmons Waveguide in Ge Nanowires
针对等离子体材料响应波段窄、调谐方法有限的问题，本研究实现了光调谐锗纳米线的超宽带非平衡等离子体响应，追踪到800-2000 $cm^{-1}$范围的响应蓝移，首次完成光生载流子调谐的半导体纳米线SPPs成像，为超快全光器件提供支撑。
2024-03-11 physics.optics
Fourier microscopy of single plasmonic scatterers
我们报告了一种新的实验技术，用于量化由单个等离子体和超材料纳米散射器散射的光的角分布，基于傅立叶显微镜在暗场共焦设置。这种新的设置是量化单个等离子体和金属材料构建块的散射特性的必要工具，以及这种构建块的小耦合簇，这些构建块预计将成为纳米天线，光捕获结构和转换光学器件的主要成分。我们提出了一组不同长度的Au纳米线的测量，并显示了如何单Au纳米线的辐射图案随线的长度和驱动极化和波矢的函数的演变。
2011-05-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Dielectric microsphere coupled to a plasmonic nanowire: A self-assembled hybrid optical antenna
混合介观结构可以将介电光学共振与等离子体激元极化激元结合起来，在芯片级纳米光通信和传感中具有重要意义。这项实验研究展示了如何将荧光微球耦合到银纳米线上，作为远程激发的光学天线。为了实现这种结构，自组装方法被用来耦合荧光二氧化硅微球到一个单一的银纳米线。通过在纳米线的一端激发传播的表面等离子体激元，实现了微球的斯托克斯位移回音壁模式（WGM）的远程激发。使用傅立叶平面光学显微镜研究了WGM介导的荧光发射，并对天线的极向和方位发射角进行了量化。有趣的是，银纳米线的厚度被证明有直接的分支上的角发射模式，从而提供了一个设计参数来调谐天线特性。此外，通过采用三维数值模拟，电近场的微球和纳米线之间的间隙结映射，和纳米线耦合到微球的模式被识别。这项工作提供了一种自组装的光学天线，结合了介电光学共振与传播等离子体激元，并可以利用在混合非线性纳米光子学和单分子遥感。
2019-10-09 physics.optics
Real-time surface plasmon polariton propagation in silver nanowires
Max-Born-Institut（马克斯·伯恩研究所）；Humboldt-Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）；Center for the Science of Materials Berlin, Humboldt-Universität zu Berlin（柏林材料科学中心，柏林洪堡大学）；Helmholtz-Zentrum Berlin for Materials and Energy（柏林亥姆霍兹材料与能源中心）；Friedrich-Schiller-University（弗里德里希·席勒大学）
本文通过电子能量损失光谱技术研究银纳米线中等离子体激发的实时动态，分析了电子与等离子体激发的相互作用，为等离子体传感器和量子光学应用提供理论支持。
2024-11-29 physics.optics
Propagation mechanism of surface-enhanced resonant Raman scattering light through one-dimensional plasmonic hotspot along silver nanowire dimer junction
我们研究了几微米的表面增强共振拉曼散射（SERRS）光通过位于等离子体纳米线二聚体（NWD）之间的一维热点（1D HS）的传播。传播表现出的属性，例如，一个有效的传播诱导的激发和检测偏振正交的1D HS长轴，由明亮的短和黑暗的长传播，SERRS光谱形状独立于本地化等离子体（LP）共振的NWD，在SERRS光谱的红移在1D HS的边缘，和相当大的NWD-由-NWD的传播长度的变化。这些属性是很好地再现基于电磁的数值计算。这些计算揭示了以下的传播机制：激发光与LP在一维HS的边缘共振耦合，和光能量被转移到两种类型的结SP模式支持短和长的传播，这些模式归因于耦合的两个SP模式的上，下分支。该机制全面阐明了上述性质。
2021-04-06 physics.optics
Mapping the directional emission of quasi-two-dimensional photonic crystals of semiconductor nanowires using Fourier microscopy
控制纳米光子发射的色散和方向性是纳米光子学研究的主要目标之一。这种控制将允许开发高效的纳米源，即使是在单光子水平上。实现这一目标的方法之一是将发射耦合到周期性结构的布洛赫模式。在这里，我们提出了第一次测量的定向发射从纳米线光子晶体通过使用傅立叶显微镜。有了这项技术，我们有效地收集和解决纳米线的数值孔径内的显微镜物镜的定向发射。来自在每个纳米线中生长的异质结构的光发射由光子晶体的光子（布洛赫）模式控制。我们还证明，可以很容易地控制的方向性的发射渗透的光子晶体与高折射率的液体。这项工作为控制纳米线中的源的发射开辟了新的可能性。
2013-11-04 physics.optics
Anderson Localization at the Subwavelength Scale and Loss Compensation for Surface-Plasmon Polaritons in Disordered Arrays of Metallic Nanowires
使用耦合金属纳米线的随机阵列作为无序等离子体激元系统的一个通用的例子，我们证明了结构无序诱导光在这些纳米结构中的深亚波长尺度的本地化。从头算分析是基于求解完整的三维麦克斯韦方程组。我们发现，耦合等离子体纳米线的半径的随机变化足以诱导表面等离子体激元（SPPs）的安德森局域化（AL），这些捕获模式的大小显着小于波长。值得注意的是，补偿系统的等离子体组件中的损耗所需的光学增益系数远小于金属的损耗系数，这显然有利于在等离子体纳米结构中实现AL。安德森局域的SPP的激发和传播的动力学也解决了。
2014-05-09 nlin.PS physics.optics
Electron-induced limitation of surface plasmon propagation in silver nanowires
等离子体电路被认为是一种有前途的解决方案，有效的技术，用于封装和集成下一代的光学纳米器件。一个关键要素是电信息和光信息之间的共享金属网络，其能够实现电子控制层和等离子体数据链路的有效异质集成。在这里，我们调查到什么程度的表面等离子体激元和载流电子干扰这样一个共享的电路。通过同步记录单个化学合成银纳米线的表面等离子体传播和电输出特性，我们确定了阻碍这些纳米级电路中电流和表面等离子体共同传播的限制因素。
2015-09-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantum Rod Emission Coupled to Plasmonic Lattice Resonances: A Collective Directional Source of Polarized Light
我们证明，一个阵列的光学天线可以呈现一个薄层的随机取向的半导体纳米晶体到一个增强的和高度定向的偏振光源。该阵列维持集体等离子体晶格共振，其在窄角区域上与纳米晶体的发射光谱重叠。因此，可见光的不同光子能量被增强并被射向确定的方向。
2013-05-14 physics.optics
Sub-Wavelength Plasmon Polaritons Channeling of Whispering Gallery Modes of Fluorescent Silica Microresonator
在这里，我们报告的亚波长传播和定向耦合的回音壁模式（WGM）的荧光二氧化硅微球谐振器介导的等离子体激元在单晶银纳米线。从纳米线末端发射的荧光光谱特征证实了WGM通过纳米线等离子体激元的有效引导。通过采用傅立叶平面光学显微镜，我们揭示和量化的WGM从纳米线的两端的定向荧光发射。考虑到所讨论的几何形状是从溶液相自组装的，我们的结果将在基于WGM的软光子平台中找到相关性，包括小型化的光学谐振器和耦合器。
2021-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.app-ph
A Single-Photon Imager Based on Microwave Plasmonic Superconducting Nanowire
利用单光子探测器（SPD）阵列探测单个光子的空间和时间信息在光谱学、通信、生物成像、天文观测和量子信息处理等领域具有重要的应用价值。在目前的SPD中，基于超导纳米线的探测器具有出色的性能2，但由于高带宽低温电子读出的工程难度3 -8，其集成到大规模阵列中的能力受到限制。在这里，我们解决这个问题，通过演示一个可扩展的单光子成像仪使用一个连续的光子敏感的超导纳米线微波等离子体传输线。通过适当地设计纳米线的局部电磁环境，使得纳米线引导微波等离子体激元，由光子检测事件产生的传播电压信号被减慢到光速的约2%。因此，信号到达纳米线两端的时间差自然编码了光子吸收的位置和时间。因此，只有两条读出线，我们证明了一个19.7 mm长的纳米线蜿蜒穿过286 μm * 193 μm的面积能够分辨约590个有效像素，同时记录光子的到达时间，时间分辨率为50 ps。纳米线成像仪提供了一种可扩展的方法来实现时间和空间上的高分辨率光子成像。
2016-07-29 cond-mat.supr-con physics.ins-det physics.optics
Optimized Superconducting Nanowire Single Photon Detectors to Maximize Absorptance
对纳米腔阵列（NCA-）、纳米腔偏转器阵列（NCDA-）、纳米腔双偏转器阵列（NCDDA-）和纳米腔沟槽阵列（NCTA-）四种超导纳米线单光子探测器（I-A-SNSPD）在半波长、四分之三波长和一波长三个周期间隔内的色散特性进行了优化。能够使NbN吸收率最大化的最佳配置对应于S取向（90°方位角取向）中的周期性依赖倾斜。在NCAI-A-SNSPD中，由于光隧穿，在等离子体布鲁斯特角（PBA）处达到吸收率最大值。在NCDAI_（1/2）* λ_A的宽等离子体通带内、NCDAI_（3/4）* λ_A的平等离子体通带内和NCDAI_λ_A的窄等离子体通带内获得吸收率最大值。在NCDDAI_1/2* λ da-A带中，强耦合腔模和等离子体模交叉，在NCDDAI_3/4* λ da-A带中，形成了一个反向的等离子体带隙，而在NCDDAI_4 * λ da-A带中，在一个反向的小带隙中出现了一个窄的等离子体通带。吸收率最大值出现在等离子体激元通带内的NCTAI_1/2* λ da-A处，出现在等离子体激元带隙中心的NCTAI_3/4* λ da-A处，出现在等离子体激元带隙中心的NCTAI_4 * λ da-A处，出现在等离子体激元带隙中心的NCTAI_3/4* λ da-A处，出现在等离子体激元带隙中心的NCTAI_4 * λ da-A处。在垂直入射到NCTAI_xiaoda-A上时获得最高…
2015-09-21 physics.optics
Directional toroidal dipoles driven by oblique poloidal current flows in plasmonic meta-atoms
环形偶极子是一个精致的电磁动量除了经典的多极家庭，可以本地化和压缩在一个非常小的点。在光学纳米系统中，这种模式可以特别区分为非辐射电荷电流配置，以头到尾的方式表现出来。在这里，超越传统的环形偶极子，我们解释了通过控制倾斜极向通量驱动等离子体元原子中的定向环形偶极子激发的可能性。我们发现，所提出的非对称设计的独特的结构特性导致形成多个环形模式与相反的极向电流。
2018-07-20 physics.optics
Femtosecond pulse with THz repetition frequency based on strong coupling between quantum emitters and a plasmonic resonator
纳米级脉冲光在纳米集成光学中是非常需要的。在这篇文章中，我们通过量子发射体（QE）和等离子体共振器之间的强耦合获得了具有太赫兹重复频率的飞秒脉冲。我们的结构包括一个V型槽（VG）等离子体共振器和一个纳米线嵌入两个能级量子阱。通过半经典理论和数值模拟研究了入射光强和量子效率数密度对该混合系统传输响应的影响。研究发现，传输响应可以调制成脉冲形式。其原因是强耦合导致纳米线的输出功率表现为振荡形式，振荡的输出功率又导致谐振器中的场幅度随时间振荡。在纳米线中的等离子体谐振器和量子阱之间形成反馈系统。这为在等离子体激元系统中利用连续波输入产生重复频率为1000 MHz的窄脉冲激光提供了一种新的方法，在产生纳米尺度的光时钟信号方面具有潜在的应用价值。
2017-12-11 physics.optics
Plasmonic monolithic lithium niobate directional coupler switches
从高速光通信开始，锂离子电池（LN）由于其大的电光响应、宽的透明窗口、优异的热稳定性和长期的材料可靠性而成为电光调制器的首选材料。传统的LN电光调制器虽然仍然是光电工业的主力，但逐渐变得过于庞大、昂贵和耗电，无法完全满足该工业向高度集成、成本有效和能量有效的组件和电路快速发展的需求。最近开发的单片LN纳米光子平台使得能够实现在紧凑性、带宽和能量效率方面显著改善的电光调制器，同时仍然需要相对长的毫米级相互作用长度。在这里，我们成功地处理了这一挑战，并展示了等离子体激元电光定向耦合器开关组成的两个紧密间隔nm薄的金纳米条单片制造的LN基板上，引导耦合的电磁模式和电信号影响他们的耦合，从而实现超紧凑的开关和modulatiofunctionality。由两个纳米条产生的慢等离子体激元模式和静电场的极端限制以及它们近乎完美的空间重叠使我们能够用20- $μ$ m长的开关实现90%的调制深度，其特征在于电光调制效率为0.3 Vcm。我们的单片LN等离子体平台可实现高性能有源光子器件的超密集集成，从而满足各种要求$μ$ m级基底面、超快运行、稳健设计和高环境稳定性的高性价比光通信应用。
2019-07-11 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Chiral and directional optical emission from a dipole source coupled to a helical plasmonic antenna
本文数值研究了薄膜中偶极子发射器与等离激元单螺旋和双螺旋天线的耦合，采用高阶有限元法计算Purcell增强并分析远场手性与辐射方向图，发现双螺旋在共振激发下具有显著改善的方向性辐射。
2024-02-01 physics.optics
Plasmonic modes in nanowire dimers: A study based on the hydrodynamic Drude model including nonlocal and nonlinear effects
结合分析和数值研究的模式在两个不同的等离子体纳米线系统。计算是基于不连续Galerkin时域方法和完全非线性和非局部流体动力学Drude模型的金属被利用。在线性区域，这些计算表明了非局域性对场分布以及散射和吸收谱的强烈影响。基于这些结果，二次谐波产生效率计算的频率范围内，覆盖所有相关模式的线性光谱。为了解释导致相应场分布的物理机制，通过保角变换技术解析地求解了相关的线性准静电问题。这提供了一个直观的分类系统的线性激励，然后应用到完整的麦克斯韦情况。基于这种分类，群论有利于确定的选择规则的有效激发模式，无论是在线性和非线性政权。这导致显着增强的二次谐波产生通过明智地利用系统的对称性。这些关于模式结构和二次谐波产生的结果是直接相关的其他纳米天线系统。
2018-02-23 physics.optics
Finite element modeling of spontaneous emission of a quantum emitter at nanoscale proximity to plasmonic waveguides
我们发展了一种自洽有限元方法来研究等离子体波导在纳米尺度附近的自发发射。在该模型中，假设只有一个导模是由量子发射体主导激发的。利用这样一个主导模式假设，等离子体激元波导的截面可以是任意的。我们应用我们的数值方法来计算一个量子发射器的耦合到一个圆柱形纳米线和一个矩形波导，并比较圆柱形纳米线以前的工作有效的准静态近似。耦合到等离子体激元模式的能量的分数可以被精确地计算，其可以用于确定量子发射器的单个光学等离子体激元产生效率。对于金纳米线，我们观察到的协议与准静态近似的半径低于20 nm，但对于更大的半径的总衰减率高达10倍大。对于矩形波导，我们估计自发发射因子β的最佳值高达80%。
2009-09-26 physics.optics
Directional control of weakly localized Raman from a random network of fractal nanowires
无序光学介质是一类新兴的能够强烈散射光的材料。他们的研究与研究传输现象以及成像，传感和能量存储中的应用有关。虽然这种材料可以用于产生相干光，但它们的定向发射通常受到其非常多的散射性质的阻碍。在这里，我们调整的平面外的方向性的相干拉曼光散射的分形网络的硅纳米线。通过可视化的瑞利散射，光致发光和弱本地化拉曼光从随机网络的纳米线通过实空间显微镜和傅立叶成像，我们获得洞察的光传输机制负责材料的非弹性相干信号和其方向性。在这种纳米线网络中可视化和操纵定向相干光的可能性为无序介质中光传播的基础研究以及基于无序结构的下一代光学器件的开发开辟了场所，包括传感器，光源和光学开关。
2020-12-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci physics.optics
'Flying Plasmons': Fabry-Pèrot Resonances in Levitated Silver Nanowires
等离子体纳米结构，如线波导或天线是新型高度集成光子学的关键构建块。因此，对纳米尺度上单个结构的光学材料性质的定量理解对于预测和设计复杂复合元件的功能是必不可少的。在这封信中，我们研究了传播的表面等离子激元在单个银纳米线孤立的悬浮在一个线性保罗陷阱的环境。对称破坏效应，例如，以这种方式完全消除了来自支撑衬底的污染。在超连续谱光源的白光照射下，在纳米线末端获得的散射光谱中观察到法布里-珀罗共振。等离子体激元性质的信号进行了验证，通过本地激发和光子收集对应于一个干净的传输测量通过法布里-珀罗谐振器。数值模拟是用来计算复杂的有效折射率的纳米线作为输入参数的一个简单的法布里-珀罗模型，很好地再现测量光谱，尽管系统的高度色散的性质。我们的研究为几乎任何可捕获的等离子体纳米物体的定量表征铺平了道路，即使是脆弱的，如液体或熔融金属的液滴和几乎任何基于有限波导的纳米谐振器，其影响是复杂的混合结构，具有强耦合或激光的建模。此外，该配置有可能被气体传感器补充，以研究热电子对等离子体粒子附近催化反应的影响。
2017-09-27 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
Tailored dissipation for directional transport in plasmonic ratchets
Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn（波恩大学）；RPTU University Kaiserslautern-Landau（凯泽斯劳滕-兰道工业大学）
该研究通过定制等离子体损耗，利用 Floquet 理论实现了高效定向传输，并通过实验观测了马赛克效应。
2026-02-27 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Stimulated Raman Adiabatic Passage (STIRAP) as a Route to Achieving Optical Control in Plasmonics
采用自洽模型研究了三能级量子辐射体与等离子体系统耦合的光学性质。结果表明，受激拉曼绝热通过（STIRAP）技术可以成功地用于控制具有集体效应的杂化材料的光学性质，并在光-物质相互作用中发挥重要作用。我们考虑了一个核-壳纳米线组成的银核和耦合量子发射器的外壳，并利用STIRAP计划来控制这种系统的散射效率在频率和空间依赖的方式。在STIRAP诱导的粒子数向终态的转移发生后，核壳纳米线表现出两组Rabi分裂，Fano线型表明在等离子体近场驱动下两种不同原子跃迁之间存在强相互作用.
2012-08-24 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
Far-field directionality control of coupled InP nanowire lasers
该研究通过精确调控位点选择性InP纳米线间的光学耦合，设计生长TE01模式的纳米线双体与三体，实现远场发射由甜甜圈状向双瓣状转变，并验证周期阵列定向激射超表面的可行性。
2025-07-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Directional picoantenna behavior of tunnel junctions in the presence of atomic-scale defects
本研究发现扫描隧道显微镜针尖与带单原子台阶的金属表面间的等离子体皮腔具有定向发射特性，可作为皮天线，其方向性源于皮腔等离子体的发光倾斜，为纳米尺度光-物质相互作用调控提供了新途径。
2024-02-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electromagnetic enhancement of one-dimensional plasmonic hotspots along silver nanowire dimer examined by ultrafast surface enhanced fluorescence
本研究利用超快表面增强荧光技术直接推导银纳米线二聚体中一维热点的电磁增强光谱，结合数值计算与相位分析，揭示了偶极-四极耦合亚辐射等离激元是直径大于80nm二聚体产生电磁增强的主导机制。
2023-10-06 physics.optics quant-ph
Momentum-resolved surface enhanced Raman scattering from a nanowire-nanoparticle junction cavity
在这里，我们报告的实验证据，定向SERS分子位于一个单一的纳米粒子结腔。发射被限制在垂直于腔轴的一个很窄的波矢范围内。除此之外，分子激发多个导模的纳米线，使用泄漏辐射傅立叶显微镜成像。我们进一步表征作为输出偏振的函数的发射波矢量。线的激发导模显示出有趣的偏振特征。所有的结果都证实了基于有限元方法的数值模拟。本质上，我们提供了一个重要的连接间隙腔增强拉曼散射和它的方向性的发射。这些结果可能与理解纳米级的腔电动力学和一维和零维等离子体纳米结构之间极小间隙的分子耦合有关。
2020-09-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Photonic Contributions to the Apparent Seebeck Coefficient of Plasmonic Metals
本文通过实验和模拟证实，等离激元纳米盘天线通过改变局部光子环境修饰金纳米线的塞贝克系数，产生增强光电压，支持光热电机制，为光子工程优化热电性能提供策略。
2025-06-14 physics.optics
Molding the flow of light with a magnetic field: plasmonic cloaking and directional scattering
本文研究了由磁光壳覆盖的介质柱组成的系统中的电磁散射和等离子体隐身。在长波长的限制，我们证明了外部磁场的应用程序不仅可以打开和关闭的隐身机制，但也减轻了损失，作为吸收截面被证明是最小的精确的隐身操作频带。我们还表明，散射辐射的角分布可以有效地控制通过施加外部磁场，允许在散射图案的迅速变化。通过证明这些结果对于现实的现有磁光材料是可行的，例如在SiC上外延生长的石墨烯，我们建议磁场可以用作有效的，多功能的外部代理来调整等离子体斗篷并以前所未有的方式动态控制电磁散射，我们希望这些结果可以在破坏性光子技术中找到用途。
2014-04-15 physics.optics
Coupling emission from single localized defects in 2D semiconductor to surface plasmon polaritons
类原子发射体与表面等离子体激元的耦合提供了一条通向显著的光学非线性的路径，这在量子信息处理和量子网络中是必不可少的。大的耦合强度要求发射器在等离子体结构的表面附近的纳米级定位精度，这是具有挑战性的。我们证明了在钨二硒化物（WSe2）单层自对准的银纳米线的表面等离子体激元模式的单个局部缺陷的耦合。银纳米线在重叠区域处的单层上诱导应变梯度，导致形成固有地接近表面等离子体的局部缺陷发射位点。我们测量的耦合效率的下限为39%，从发射器到等离子体模式的银纳米线。该技术提供了一种实现等离子体结构与2D半导体的局部缺陷之间的有效耦合的方法。
2017-06-05 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
