Transition metal dichalcogenide dimer nano-antennas with ultra-small gaps
本文利用WS₂晶向各向异性制备双柱纳米天线，通过Mie共振将WSe₂单层荧光增强至240倍，并以AFM后处理实现10±5 nm超小间隙。
2021-12-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Geometry-induced enhancement factor improvement in covered-gold-nanorod-dimer antennas
发光的缺口金纳米棒二聚体保持表面等离子体激元（SPP），可以通过适当选择几何参数进行工程设计，以增强间隙处的电磁场，从而允许通过表面增强拉曼光谱（SERS）进行分子检测的应用。设想其中间隙中的分子的SERS光谱由电测量补充的混合装置，出现了设计有效几何形状以接触纳米棒而不降低纳米天线的增强因子（EF）的问题，即，SERS光谱的品质因数。在这个框架内，我们从理论上研究的可行性，以制造设计的基础上覆盖金的远距离的间隙区域的二聚体。我们表明，通过调整设计的几何参数，这些系统可以达到增强因子大于在未覆盖的二聚体中实现的最佳效果：即使在纳米棒和覆盖层之间的界面处存在二聚体不对称性和空位，这种至高无上的生存。我们的研究结果表明，远离间隙的几何修改可以提高在间隙的光学响应，从而使这些设备的混合和光学应用。
2021-03-12 physics.chem-ph physics.comp-ph physics.ins-det
Controlling field asymmetry in nanoscale gaps for second harmonic generation
本研究通过在金二聚体天线纳米间隙中引入尖端几何不对称，在保持基频场增强的同时调控场不对称性，显著增强二次谐波远场辐射。
2023-03-02 physics.optics
Subwavelength plasmonic antennas based on asymmetric split-ring-resonators for high near-field enhancements
提出基于ASR模式的非对称开口环谐振器等离激元天线，借助进化优化与残差网络设计，实现紧凑尺寸下超过传统纳米棒二聚体6.5倍的近场增强。
2025-03-16 physics.optics
Ultraviolet Resonant Nanogap Antennas with Rhodium Nanocube Dimers for Enhancing Protein Intrinsic Autofluorescence
本文提出由成对铑纳米立方体构建的紫外共振纳米间隙天线，在深紫外区实现无标记蛋白质自发荧光亮度高达120倍的增强，并支持高浓度下的紫外自发荧光相关光谱检测。
2023-09-08 physics.chem-ph physics.ins-det physics.optics
Effect of the excitation setup in the improved enhancement factor of covered-gold-nanorod-dimer antennas
具有感测电和光学分子目标的能力的装置具有基本的和技术的兴趣。为此，已经表明，覆盖有间隙的金纳米棒二聚体纳米天线的末端可以提高增强因子（EF），该增强因子（EF）量化来自样品顶部的入射波的表面增强拉曼光谱（SERS）的纳米天线效率。在这里，由于覆盖打破了顶部-底部对称性，我们研究了来自样品底部的激发的EF的行为。这与反射衬底的存在有关，或者由于器件放置在腔场中。我们还研究了来自两个方向的波的叠加的情况下，在极限情况下，总入射场的一个节点或一个波腹位于中心的金纳米棒。在所有这些情况下，我们发现，覆盖的设备的EF可以继续高于未覆盖的情况下，当几何参数被调谐到计算的增强因子的峰值。
2023-02-14 physics.chem-ph physics.comp-ph physics.ins-det
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
Bonding and antibonding modes in metal-dielectric-metal plasmonic antennas for dual-band applications
支持等离子体激元（SPP）-耦合到介质中的电磁场的电子的集体激发-的谐振光学天线与感测、光致发光和发光器件等相关。由于SPP色散，呈现窄SPP谐振的固定几何形状的常规天线不能同时在两个不同的谱带中操作。相反，在这里，它表明，在金属磁盘，由纳米间隔，杂交反键SPP模式停留在可见光范围内，而键合的一个可以被推到中红外范围。这样的SPP二聚体可以感测两种纳米级体积的材料，其指纹中心频率相差5倍。此外，中红外SPP共振可以通过采用相变材料（VO 2）作为间隔物来调谐。通过以反键光学模式的频率加热材料来控制相变材料的介电常数。这些发现打开了一扇门，一类新的光电子器件能够在显着不同的频率范围内的线性制度，并与相同的偏振的照明波。
2020-04-02 physics.optics
Comparative study of plasmonic antennas for strong coupling and quantum nonlinearities with single emitters
在各种量子光学应用的背景下，实现单个量子发射器（QE）与光学腔之间的强耦合是至关重要的。虽然已经在许多配置中报道了耦合到高Q衍射极限腔的单量子发射器的拉比分裂，但是用等离子体纳米结构实现单发射器拉比分裂仍然是难以捉摸的。在这里，我们建立了一个单一的QE和等离子体纳米腔之间的强耦合的分析条件，并将其应用于研究各种等离子体的安排，使拉比分裂。我们研究数值的光学响应和由此产生的拉比分裂金属纳米结构，如蝴蝶结纳米天线，纳米球二聚体和纳米球的表面上，并找到最佳的几何形状出现的强耦合制度与单一的QE。我们还提供了一个主方程的方法来显示一个单一的量化宽松的银蝴蝶结纳米天线的间隙中的饱和。我们的研究结果将有助于实现现实的量子等离子体纳米系统涉及单一的QE。
2018-03-13 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
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
Unidirectional ultracompact DNA-templated optical antennas
光学纳米天线是设计用于通过将传播光与局部光场接合来在纳米尺度上操纵光-物质相互作用的结构。近年来，已经实现了能够有效地定制荧光团的吸收和/或发射速率的过多的装置。相比之下，修改其辐射场的空间特性仍然是一个挑战。迄今为止，为荧光发射提供方向性的设计需要具有与工作波长相当的总体尺寸的复合、复杂几何形状。在这里，我们提出了DNA模板超紧凑光学天线的制造和表征，具有亚波长尺寸，能够将单分子荧光引导到预定义的方向。使用DNA折纸方法，两个金纳米棒以5 nm的间隔并排组装。我们发现，一个单一的荧光分子放置在一个纳米棒的尖端驱动反相的二聚体天线，导致单向发射。
2022-04-07 physics.app-ph physics.optics
Quantum metamaterials with magnetic response at optical frequencies
我们提出了新的量子天线和超材料在光频强磁响应。我们的设计是基于自然原子的排列，只有电偶极跃迁矩的距离小于光波长，但远大于其物理尺寸。特别是，我们表明，原子二聚体可以作为一个磁性天线在其反对称模式，以提高其附近的磁性跃迁的衰减率的几个数量级。此外，我们研究了由原子双层膜组成的超颖表面，并表明它们可以完全反射光的电场和磁场，从而形成近乎完美的电/磁镜。所提出的量子超材料可以用现有的最先进的技术制造，并在经典光学和量子工程中有多种应用前景。
2020-02-09 physics.optics
Coupling single-molecules to DNA-based optical antennas with position and orientation control
本研究利用DNA折纸技术组装二聚体光学天线并精确控制单分子发射体的位置和取向，实现了对发射体与天线耦合的完全控制，获得了最高约1400倍的荧光增强，为自组装纳米光子器件的发展开辟了新途径。
2024-10-14 physics.app-ph physics.optics
Hybrid optical-thermal antennas for enhanced light focusing and local temperature control
支持局域表面等离子体共振的金属纳米天线已经成为生物（化学）传感和纳米成像应用中不可或缺的工具。能够实现上述应用的可见光或近红外范围内的高等离子体增强电场强度也可能导致纳米天线的局部加热。我们提出了一种设计的混合光热天线，同时使在可见光和纳米局部温度控制的工作波长的强度增强。我们证明了一种可能性，以减少混合天线的工作温度，通过增强红外热发射。我们预测，通过严格的数值模拟，混合光热天线，支持高品质因数光子等离子体模式，使本地电场和纳米级金属体积中吸收的光功率的两个数量级的增强。同时，在104-105 W/m2的连续辐照下，混合天线的温度相对于其全金属对应物可以降低几百度。温度降低效应归因于增强的辐射冷却，这是由热激发的局域表面声子极化激元模式介导的。我们进一步表明，在更高的辐照度下的温度降低，可以通过在混合天线中的增强的辐射和对流冷却的组合来实现。最后，我们展示了如何混合光热天线可以用来实现强大的局部加热的纳米粒子，同时保持在低温下的光学芯片的其余部分。
2016-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
