Design of an efficient single photon source from a metallic nanorod dimer: a quasinormal mode finite-difference time-domain approach
我们描述了如何使用时域有限差分（FDTD）技术来计算金属纳米谐振器的准正规模（QNM），这对于描述和理解纳米等离子体中的光-物质相互作用是很重要的。我们使用QNM模型的增强自发发射率的偶极发射器附近的金纳米棒二聚体结构，使用新开发的QNM扩展技术。显著增强的光子发射因子约为1500，获得大输出$β$ -因子约为$60\%$。
2015-01-23 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Probing lipid membrane bending mechanics using gold nanorod tracking
由于热波动，脂质双层膜经历波长从几十纳米到几十微米的快速弯曲波动。在这里，我们探测这样的波动和膜的力学通过测量随时间变化的取向的单个金纳米棒（GNRs）粘附到膜，使用高速暗场显微镜。在脂质囊泡中，这样的测量允许确定膜的粘度、弯曲刚度和张力以及单层在彼此上滑动的摩擦系数。面内旋转的GNR阻碍了波动的膜张力依赖的方式，与模拟一致。粘附在活的培养细胞的质膜上的单个GNRs的运动类似地揭示了该膜的复杂物理学和与细胞的肌动球蛋白皮质的耦合。
2021-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Nitrogen-vacancy magnetometry of individual Fe-triazole spin crossover nanorods
利用 NV 磁显微镜结合 SEM 与拉曼表征，研究 20–1000 nm Fe-triazole 纳米颗粒及单个纳米棒的 LS 态磁性，发现多数纳米棒呈轻微顺磁性。
2023-06-05 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
Enhancement of electric and magnetic dipole transition of rare-earth doped thin films tailored by high-index dielectric nanostructures
我们提出了一种简单的实验技术，使用几纳米稀土离子掺杂团簇薄膜，分别绘制靠近单个介电纳米结构的电偶极和磁偶极跃迁的发射。稀土离子提供类似量级的电偶极跃迁和磁偶极跃迁。通过记录由聚焦激光束激发的沉积层的光致发光，我们能够同时映射单个纳米结构上的电和磁发射增强。尽管是一个衍射限制的远场方法，空间分辨率为几百纳米，我们的方法呼吁其简单性和高信噪比。我们证明了我们的技术在单硅纳米棒和二聚体的例子，在其中我们发现一个显着的分离的电和磁近场的贡献。我们的方法为复杂光子纳米结构的电和磁光学响应的有效和快速表征铺平了道路。
2019-01-18 cond-mat.mes-hall
CdSe quantum dots in ZnSe nanowires as efficient source for single photons up to 220 K
采用分子束外延技术，在金催化剂辅助下，以气-液-固生长模式生长了ZnSe纳米线异质结构。尺寸，形状和晶体结构被发现强烈依赖于生长条件。用透射电子显微镜观察了锌尖晶石和纤锌矿晶体结构。在较低的生长温度下，形成锥形纳米针。对于更高的生长温度，纳米线是均匀的，并具有高的纵横比，如通过扫描电子显微镜观察到的，长度为1-2 $μ$ m，宽度为20-50 nm。在纳米针的顶部生长纳米线使我们能够获得直径小于10 nm的非常窄的纳米棒和低密度的堆垛层错缺陷。这些结果使我们能够在ZnSe纳米线中插入CdSe量子点。在220 K温度下观察到了有效的光子反聚束现象，证明了这是一种高温单光子源。
2008-09-17 cond-mat.mes-hall
Vectorial probing of electric and magnetic transitions in variable optical environments and vice-versa
我们使用铕掺杂的单晶NaYF $_4$纳米棒来探测电和磁对局域光态密度（LDOS）的贡献。反过来，我们确定发射器的固有特性（振荡器强度，量子产率）通过比较它们的测量和模拟的光学响应在镜子前面。我们首先实验确定的规格的纳米探针（取向和振荡器的电和磁偶极子的时刻），并显示出显着的取向灵敏度的分支比与电和磁过渡。在第二部分中，我们测量了在Drexhage实验中的金镜前的LDOS的修改。我们讨论的电和磁LDOS的数值模拟的基础上，考虑到偶极发射器的方向的作用。我们证明，他们的行为像退化的偶极子敏感的极化部分LDOS。
2022-06-21 cond-mat.mes-hall
Signatures of non-local conductivity in near-field microscopy
本文提出利用近场显微镜探针感应偶极矩的高度依赖关系来研究二维电子系统的非局域导电性，发现不同输运区域具有不同的标度行为，为研究固体非局域导电性提供了新工具。
2022-05-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Scattering of the near field of an electric dipole by a single-wall carbon nanotube
使用碳纳米管作为光学探针扫描近场光学显微镜需要了解他们的近场响应。作为在这个方向上的第一步，我们研究了碳纳米管尖端相对于代表基本检测对象的理想电偶极子的横向分辨率。建立了单壁碳纳米管（SWNT）外任意取向电偶极子电磁场作用下表面电流密度的第一类Fredholm积分方程.单壁碳纳米管对源电偶极子近场的响应可以分为两种类型，因为表面波传播发生在（i）低于~ 200-250 THz的频率下的低阻尼和（ii）较高频率下的高阻尼。源电偶极子和单壁碳纳米管之间的相互作用严重依赖于它们的相对位置和相对取向，并显示在低频制度的单壁碳纳米管的几何共振的证据。当单壁碳纳米管的弛豫时间足够低时，这些共振消失。当源电偶极子放置在单壁碳纳米管的边缘附近时，远场辐射强度远高于放置在单壁碳纳米管的质心处。在散射型扫描近场光学显微镜中使用单壁碳纳米管尖端可以提供小于~ 20 nm的分辨率。此外，我们的研究表明，单壁碳纳米管和纳米偶极子源之间的相对取向和距离可以检测。
2010-03-24 cond-mat.mes-hall
Detection of magnetic impurities using electron vortex beams
电子显微镜突出电子波提供更高的空间分辨能力相比，他们的光学同行。本文以磁偶极矩为例，从理论上研究了在透射电子显微镜（TEM）中产生的扭曲电子与磁性杂质的相互作用。除了通常的光学相位外，磁偶极矩产生的非均匀矢量势对电子的内禀轨道角动量有额外的贡献，导致Gouy相移。利用参考高斯柱面波干涉出射的扭曲电子束，通过旋转和变形的干涉图样可以直接确定磁偶极子的大小和方向。所得到的结果表明，有用的扭曲电子束探测的原子和纳米磁性的杂质TEM和所提出的模型提供了概念基础，为今后的发展TEM方法。
2020-03-16 cond-mat.mes-hall
Theory of magnetic vortex crystals induced by electric dipole interactions
本研究通过随机截断蒙特卡洛方法模拟含磁偶极与电偶极相互作用的自旋-晶格耦合模型，揭示电偶极相互作用是在反演对称磁性薄板中稳定斯格明子等拓扑自旋织构的普适机制。
2023-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Near-field optical investigation of Ni clusters inside single-walled carbon nanotubes on the nanometer scale
我们使用散射型扫描近场光学显微镜（s-SNOM）来表征单壁碳纳米管（SWCNT）内生长的镍纳米团簇。在纳米管中填充乙酰丙酮镍（II），通过退火将分子转化为镍簇。金属团簇在近场相位图中由于自由载流子的激发而产生高的局部对比度增强。近场对比度的模拟使用有限偶极子模型，近似与椭圆形纳米粒子的集群。与磁力显微镜相比，s-SNOM对碳纳米管内的金属簇的定位更为敏感。我们估计检测阈值为~600个Ni原子。
2018-09-20 cond-mat.mes-hall
Mapping Nanoscale Electromagnetic Near-Field Distributions Using Optical Forces
我们展示了应用原子力显微镜（AFM）为基础的光学力显微镜映射的光学近场与纳米分辨率，仅限于AFM探针的几何形状。我们映射的电场分布的紧密聚焦的激光束与不同的偏振，并表明，实验测量的数据与理论预测的偶极-偶极相互作用模型，从而验证了我们的方法。我们进一步验证了所提出的技术，通过测量纳米颗粒和金涂层AFM探针之间的光学力来评估由球形纳米颗粒散射的光学电场。该技术允许波长无关，无背景，热噪声限制的光学现象的机械成像，灵敏度受AFM性能限制。由于电和磁偶极-偶极相互作用的光学力可以使用这种技术测量。
2014-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Fabrication of all diamond scanning probes for nanoscale magnetometry
金刚石中的氮空位（NV）中心的电子自旋形成原子大小的、高灵敏度的磁场传感器。为了利用单个NV中心的全部潜力以用于以高灵敏度和纳米级空间分辨率进行感测，NV中心必须被并入扫描探针结构中，使得能够在靠近样品表面处进行受控扫描。在这里，我们提出了一个优化的程序来制造单晶，全金刚石扫描探针从市售的金刚石，并显示了一个高效和强大的方法，将这些设备集成在一个通用的原子力显微镜。我们的扫描探针由扫描纳米柱（直径200 nm，$1-2\,μ$ m长）和薄（$< 1μ$ m）悬臂梁结构组成，能够从金刚石中高效提取光，并具有高磁场灵敏度（$\mathrm{η_{AC}}\approx50\pm20\,\mathrm{nT}/\sqrt{\mathrm{Hz}}$）。作为我们的扫描探针的第一个应用程序，我们图像的磁杂散场的一个单一的镍纳米棒。我们表明，这种杂散场可以近似为一个单一的偶极子和估计的NV到样品的距离为几十纳米，这设置了我们的扫描探头可实现的分辨率。
2016-03-31 cond-mat.mes-hall
Scanning Quantum Dot Microscopy
原子和分子物体之间的相互作用在很大程度上由这些物体产生的纳米级静电势定义。我们介绍了一种扫描探针技术，使三维成像的局部静电势场与亚纳米分辨率。登记单电子充电事件的分子量子点连接到一个（qPlus音叉）原子力显微镜的尖端在5 K下操作，我们定量测量的四极场的单个分子和一个单一的金属吸附原子的偶极场，都吸附在一个干净的金属表面。由于其高灵敏度，该技术可以记录静电电位在很大的距离，从他们的来源，这首先将有助于图像复杂的样品增加表面粗糙度。
2015-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Experimental observation of the curvature-induced asymmetric spin-wave dispersion in hexagonal nanotubes
对弯曲磁性纳米物体的理论和数值研究预测了许多可以被称为磁手性效应的激励效应，这些效应并不源于固有的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用或表面诱导的各向异性。这些手征效应的起源是存在于所有磁性材料中的各向同性交换或偶极-偶极相互作用，但被曲率重整化。在这里，我们实验证明，曲率引起的影响源自偶极-偶极相互作用是直接观察到的测量自旋波传播的磁性纳米管与六角形截面，使用时间分辨扫描透射X射线显微镜。我们表明，色散关系是不对称的波矢量反转时，传播方向是垂直于静态磁化。因此，相同频率的反向传播自旋波表现出不同的波长。六方纳米管具有复杂的色散，这是由于自旋波模式局限于平面或平面之间的极端弯曲区域。实验和微磁学模拟得到的色散关系符合得很好。%的不对称自旋波输运存在于所有模式，促进磁振子应用的六边形纳米管。这些结果表明，自旋波输运在三维空间是可能的，偶极-偶极诱导的磁手征效应是显著的。
2020-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surface nucleation of the paraelectric phase in ferroelectric BaTiO3: Atomic scale mapping
在铁电性中，原子尺度的偶极矩共同相互作用，产生强的机电耦合和可切换的宏观极化。因此，铁电体的功能出现在一个固-固相变，这是伴随着一个突然消失的反转对称。人们一直致力于在极化长度尺度上理解铁电相变。然而，铁电性的偶极矩起源仍然难以捉摸。在这里，我们使用变温高分辨率透射电子显微镜，以揭示在铁电到顺电过渡的偶极距动力学。我们表明，过渡时发生的顺电核的大小的一对夫妇的单位细胞出现在表面附近。在加热时，立方相侧壁朝向本体生长。我们量化的成核障碍，并显示占主导地位的机械相互作用，帮助我们证明相似的预测域成核过程中的电场切换。我们的工作激发了其他材料中固-固转变的动态原子尺度表征。
2019-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emission dipole orientation reveals dynamic single-molecule interactions with 2D crystals at solvent interfaces
École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
本文提出高通量偏振单分子定位显微镜，同时以纳米精度解析单荧光分子的位置和发射偶极取向，揭示了室温下六方氮化硼与有机溶剂界面处分子相互作用动力学。
2026-06-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Charge ordering of magnetic monopoles in triangular spin ice patterns
人工自旋冰提供了研究各种偶极有序、自旋挫挫和基态的可能性。然而，最吸引人的方面是实现了磁荷秩序可以建立没有自旋秩序。我们用磁力显微镜研究了磁偶极子排列在蜂窝晶格上随外加磁场的变化。对于容易的方向与平行的三个偶极子晶格之一的领域，我们观察到在bavivity的自旋挫折的最大值，同时最大的电荷顺序的磁单极子交替收费$\pm$ 3。
2010-04-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Super-resolution diamond magnetic microscopy of superparamagnetic nanoparticles
本文提出一种基于NV色心电荷态光控与环形光束超分辨磁共振谱的纳米磁显微方法，实现约100 nm分辨率，成功分辨间距约190 nm的30 nm铁氧化物纳米颗粒磁偶极特征，且灵敏度显著优于共聚焦方法。
2023-10-09 cond-mat.mes-hall physics.bio-ph physics.ins-det
