High optical magnetism of dodecahedral plasmonic meta-atoms
在人造复合材料中产生的对光的磁响应在幅度上与自然电响应相当，可以为纳米级的光的精细转向提供宝贵的控制参数。然而，在许多实验实现中，人工超原子的磁响应太弱，因此需要具有增加的磁极化率的新设计。数值模拟表明，几何等离子体纳米结构的基础上的理想模型的柏拉图固体是很好的候选人，在可见光的强光学磁性的生产。受此模型的启发，我们开发了一种自下而上的方法来合成由十二个位于十二面体表面中心的金补丁组成的等离子体纳米簇。在整个可见光范围内测量了光诱导的电偶极子和磁偶极子的散射。在共振时的磁响应与电响应的比率比在相同大小的无序等离子体簇（等离子体树莓）上测量的对应物高三倍。数值模拟证实了实验测量的磁响应。
2019-03-21 physics.optics
Landau damping of surface plasmons in metal nanostructures
我们发展了一个量子力学理论的朗道阻尼的表面等离子体在金属纳米结构大于非局域效应的特征长度。我们表明，电子表面散射，这有利于等离子体在小纳米结构的衰减，可以被纳入到金属介电函数与声子和杂质散射。导出的表面散射率是由等离子体激元局部场极化相对于金属-电介质界面，是高度敏感的系统的几何形状。我们说明了我们的模型，提供一些常见形状的纳米结构的表面散射率的分析结果。
2016-12-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmon damping in electronically open systems
固体中电控等离子体的快速发展提出了一个关于电子库对等离子体性质的影响的问题。我们发现，在电子开放系统中的等离子体激元[即在（半）导体连接到引线]是易于额外的阻尼由于载流子渗透到接触和随后的热化。我们发展了一个理论，这样的铅诱导阻尼的动力学方程与自洽电场的基础上，补充微观载流子输运的接口。电子开放弹道系统中等离子体激元的寿命似乎是有限的，导体长度除以载流子费米（热）速度的数量级。等离子体激元入射到半导体和理想导电金属的接触面上的反射损耗也表现为有限的费米速度除以波相速度的量级。最近的实验等离子体激元辅助光电探测的建议铅诱导阻尼现象进行了讨论。
2020-05-04 cond-mat.mes-hall physics.optics physics.plasm-ph
Practical Limits of Achieving Artificial Magnetism and Effective Optical Medium by Using Self-Assembly of Metallic Colloidal Clusters
金属胶体团簇（所谓的等离子体元分子）的自组装已被视为一种通用的，但非常有效的方法，用于在光学频率（包括可见光和近红外（NIR）区域）下表现出人工磁性的超材料的实现。事实上，等离子体元分子概念的几个证明已经成功地在理论和实验上得到了证明。然而，这种自组装策略几乎没有被使用，仍然是一种未充分利用的方法。例如，等离子体元分子的自组装和光学利用一直局限于结构的离散单元;由等离子体元分子制成的有效光学介质的物质化具有高度挑战性。在这项工作中，我们从理论上探讨了自组装技术的实际限制，用于制造光学磁性超材料。
2018-11-20 physics.optics
Description of the wavevector dispersion of surface plasmon-phonon-polaritons
本文报道了重掺杂GAN样品表面等离子体声子极化激元（\mbox{SPPhP}）的振荡频率波矢色散、$ω'(k)$和阻尼$ω''(k)$的计算结果。结果表明，$ω'(k)$依赖性由三个分支组成，它们具有特定的反交叉行为，这是由于表面等离子体极化激元（SPP）与表面声子极化激元（SPhP）的相互作用。发现了阻尼$ω''(k)$在反交叉区附近的强重正化，并将得到的$ω'(k)$和$ω''(k)$的色散用于n-GaN光栅反射谱共振行为的精确电动力学模拟的解析分析。
2020-02-13 physics.app-ph physics.optics
Optomagnetism with plasmonic skyrmion
本文研究等离激元 Néel 斯格明子的光磁效应，证明聚焦径向偏振涡旋光束产生的斯格明子最适合在金薄膜中诱导静磁场，为全光磁化翻转等应用提供新自由度。
2024-04-04 physics.optics
Revisiting the Plasmon Radiation Damping of Gold Nanorods
贵金属纳米颗粒已被用于大量的光学应用。对于使用金属纳米颗粒作为纳米传感器和光学标记的应用，更大的辐射阻尼是优选的（更高的光学信号）。为了更深入地了解贵金属纳米粒子的辐射阻尼特性，我们以不同几何因子（长径比）的金纳米棒作为模型体系进行研究。我们从理论上研究了纳米棒的辐射阻尼如何取决于颗粒的材料和形状。令人惊讶的是，一个简单的分析方程非常准确地描述了辐射阻尼，并允许解开最大的辐射阻尼参数的金纳米棒与共振能量E_res约1.81 eV（685 nm）。我们发现非常好的协议与理论预测和单粒子光谱获得的实验数据。我们的研究结果和方法为设计和优化具有更高光信号和更好传感性能的金纳米结构铺平了道路。
2021-05-31 physics.optics
Ultimate limit of field confinement by surface plasmon polaritons
我们表明，电场限制在金属/电介质界面处传播的表面等离子体激元增强了由于朗道阻尼的损耗，并有效地限制了限制本身的程度。我们证明了朗道阻尼和与之相关的表面碰撞阻尼直接遵循自由电子气体介电常数的Lindhard公式。此外，我们还证明了，即使消除了由声子、电子-电子和界面粗糙散射引起的所有传统损耗机制，与最好的现有等离子体材料（例如银）相比，最大可达到的限制程度和伴随它的损耗不会显著改变。
2014-10-05 physics.optics
Plasmon-enhanced optical control of magnetism at the nanoscale via the inverse Faraday effect
本研究通过圆偏振飞秒激光激发金纳米盘产生局部磁场，利用逆法拉第效应实现了对相邻磁性薄膜磁化的超快纳米尺度光学控制，并发现偏离共振波长激发可避免多余加热，为纳米自旋电子器件的光驱动控制提供了新途径。
2023-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Analysis of damping-induced phase flips of plasmonic nanowire modes
我们从银纳米线的一端发射表面等离子体激元通过不对称照明与白光和使用等离子体激元到光散射在纳米线两端探测光谱的等离子体激元法布里-珀罗线模式。从纳米线两端的散射强度的最大值和最小值的光谱位置被发现是同相或异相，这取决于纳米线的长度和光谱范围。这一现象可以用广义Fabry-Perot模型来解释。这两个制度之间的转折点是敏感的表面等离子体往返损耗，从而打开了一个新的可能性，用于检测纳米线环境中的光吸收的变化。
2012-09-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Selective damping of plasmons in coupled two-dimensional systems by Coulomb drag
本文研究库仑拖曳对平行二维系统中等离子体模式的影响，发现其会对耦合双层中的一个基本等离子体模式产生选择性阻尼，具体抑制模式取决于两层掺杂类型，为通过光学和微波散射实验探测二维电子系统中的库仑相互作用强度提供了新途径。
2023-12-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Perspective: Plasmon antennas for nanoscale chiral chemistry
等离子体纳米天线被广泛用于分子系统的化学和生物超传感，用于提高分子的发射和能量传递性能，用于纳米催化，并用于构建先进的混合纳米结构。在这方面，我们重点介绍了等离子体纳米天线在纳米手性化学和分子磁性研究中的最新进展。我们概述了纳米等离子体激元和纳米光学在实现手性选择性分子合成和分离中的决定性作用，以及通过在分子水平上潜在地合并手性和磁性来精确控制这些过程的方式。我们给出了我们的看法，这些见解可能会导致出现令人兴奋的新的基本概念，在纳米材料科学。
2019-10-14 physics.app-ph physics.bio-ph physics.chem-ph
Optical Magnetism in Planar Metamaterial Heterostructures
利用人工光学磁性需要相当复杂的二维和三维结构，例如分裂环和渔网超材料以及具有非平凡磁性的纳米颗粒。相比之下，即使在平面和无图案的一维（1D）布置中，例如金属/电介质多层超材料，也可以定制介电性质。这些系统由于其双曲线和等离子体响应而被广泛研究，然而，基于它们不具有有趣的磁性的普遍共识，这被认为仅限于TM偏振。在这项工作中，我们同时解决这两个看似无关的问题，通过概念性地提出并实验性地证明平面一维超材料中的人工磁性机制。我们的实验表明，金属/高折射率介电双曲超材料的磁响应可以是各向异性的，导致磁双曲色散的频率制度。我们调查我们的结果TE极化的影响，并表明，这样的系统可以支持TE界面结合态，类似于他们的TM同行，表面等离子体激元。我们的研究结果简化了结构的复杂性定制人工磁性光刻免费系统和推广的概念，等离子体和双曲性质，包括TE和TM偏振在光频率。
2017-05-06 physics.optics
Plasmon-Emitter Interactions at the Nanoscale
等离子体激元-发射体相互作用在现代纳米等离子体激元学中是至关重要的，并且通常在短的发射体-表面分离处最大。然而，当间距低于10-20 nm时，经典理论逐渐恶化，因为它忽略了量子力学效应，如非局域性，电子溢出和朗道阻尼。在这里，我们展示了如何可以弥补这种忽视提出了一个统一的理论处理介观电动力学的框架上的Feibelman $d$参数接地。至关重要的是，我们的技术自然地结合了非经典共振位移和表面启用朗道阻尼-非局部阻尼效应-这对等离子体-发射极相互作用的振幅和光谱分布产生了巨大的影响。我们考虑了广泛的等离子体发射相互作用，从偶极和多极自发发射增强，等离子体辅助的能量转移和增强双光子跃迁。这里提出的形式主义给出了一个完整的帐户在纳米尺度上的等离子体激元和等离子体激元发射极相互作用，构成了一个简单而严格的和一般的平台，将非经典效应等离子体激元授权的纳米光子现象。
2019-04-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
How nonlocal damping reduces plasmon-enhanced fluorescence in ultranarrow gaps
理论上探讨了等离子体辅助荧光增强的非经典修饰，通过在典型等离子体结构中遇到的窄间隙处放置两级偶极发射体，即不同金属纳米颗粒的二聚体和三聚体。通过详细的模拟，与适当的分析建模相比，它表明，在经典电动力学，并减少分离探索这里，荧光增强因子的顺序$10^{5}$可以实现，与发散行为的颗粒接触制度接近。这一显著的预测主要是由激发率的急剧增加所引发的相应的领域内的差距增强。然而，一旦非经典修正包括在内，放大因子减少了两个数量级，并达到了较窄的间隙的饱和状态。这些非经典的限制证明了基于广义的非局部光学响应理论，该帐户在一个有效的方式不仅为非局部屏蔽，但也为增强朗道阻尼附近的金属表面的模拟。一个简单的策略，引入非局部修正的解析解也提出了。因此，它示出的金属的非局部光学响应施加更现实的，有限的上限与超小等离子体激元腔可行的增强，从而提供了更接近最先进的实验状态的理论描述。
2017-07-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Magneto-Plasmonics and Resonant Interaction of Light with Dynamic Magnetisation in Metallic and All-Dielectric Nanostructures (Review)
在纳米尺度上结合等离子体和磁性的重大兴趣在与纳米结构中光-磁-物质相互作用的共振增强有关的光子学和磁性部门中获得了动力。这些努力产生了大量的文献，难以在有限的时间内收集和消化。此外，两个研究部门之间的成果交流不足。因此，这篇综述论文的目标是弥合这一差距，从两个不同的角度：磁等离子体，磁振子和磁化动力学磁等离子体领域的最新进展的概述。预计这种演示风格将使这篇评论论文引起普通物理观众和研究光子学、等离子体学、磁性纳米结构的布里渊光散射光谱和磁光克尔效应磁力学的专家的特别兴趣，以及自旋波的超快全光和太赫兹波激发。此外，读者感兴趣的一个新的，迅速崛起的领域，全电介质纳米光子学将找到一个部分关于全磁介电纳米结构。
2015-02-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nanoscale magnetophotonics
该观点调查了科学和技术的最新技术和未来前景，采用纳米限制光（纳米光子学和纳米等离子体）与磁性相结合。我们把这个领域广泛地称为纳米磁光子学。我们包括一个一般性的介绍领域，并描述了新兴的磁光效应的磁等离子体和磁光子纳米结构支持本地化和传播等离子体。特别注意的是磁等离子体晶体与横向磁化和相关的纳米光子非互易效应，并在纳米结构的周期性阵列的磁光效应。我们也给出了这些系统在生物和化学传感，以及在光的偏振和相位控制的应用的概述。我们进一步回顾了非线性磁光子学，半导体自旋等离子体，以及光磁学和纳米光学超快控制磁学和自旋电子学的一般原理和应用。
2020-02-18 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Optical and electrical probing of plasmonic metal-molecule interactions
本研究通过光学与电学测量揭示金表面四种吸附分子引发化学界面阻尼的两种机制，并证明电阻率可探测等离激元能量转移。
2025-08-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Engineering Magnetization with Photons: Nanoscale Advances in the Inverse Faraday Effect for Metallic and Plasmonic Systems
本综述探讨了在等离激元架构中工程化逆法拉第效应的最新进展，连接了从经典到量子的理论基础与亚皮秒泵浦探测实验，强调通过纳米结构设计实现磁化控制，并指出预测与测量值间存在数量级差异这一关键挑战及未来探针开发方向。
2025-06-30 physics.optics
Losses in plasmonics: from mitigating energy dissipation to embracing loss-enabled functionalities
与传统光学不同的是，等离子体激元技术能够实现远超过光的衍射极限的无与伦比的光能集中。然而，这种能量的很大一部分以热量的形式消散。等离子体损耗是开发可与其他成熟技术竞争的等离子体器件和电路的主要障碍。直到最近，他们在很大程度上将等离子体激元的使用限制在一些损失不是关键因素的利基领域，例如表面增强拉曼散射和生物化学传感。在这里，我们讨论了等离子体损失的起源和各种方法，以尽量减少或减轻它们的基础上理解的基本过程的表面等离子体模式的激发和衰减。随着寻找和合成更好的等离子体材料的持续努力，修改通过等离子体纳米结构的光功率流的光学设计可以帮助减少表面等离子体的辐射阻尼和耗散损失。另一种策略依赖于通过将等离子体纳米结构耦合到共振光学元件来开发混合光子-等离子体器件。混合集成不仅有助于减少表面等离子体的耗散损耗和辐射阻尼，而且使纳米器件的被动辐射冷却成为可能。最后，我们回顾了利用欧姆损失来实现新的增强功能的热等离子体的新兴应用。等离子体激元的损耗使能的新应用的最成功的商业化示例是热辅助磁纪录。其他有前途的技术方向包括热发射操纵，癌症治疗，纳米纤维，纳米操纵，等离子体激活的材料光谱学和热催化，以及太阳能水处理。
2018-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Optical Magnetic Response in a Single Metal Nanobrick
反对称局域表面等离子体被证明在一个单一的银纳米带夹在SiC层。通过采用反对称局域表面等离子体激元的共振，我们使单金属纳米砖产生光学磁性，在蓝色和紫色的光范围内，以及在紫外光范围的一部分。解释了物理机制。
2011-02-14 physics.optics
Broadband optical magnetism in chiral metallic nanohole arrays by shadowing vapor deposition
我们表明，宽带光磁性可以通过将多尺度的三维金属元到Z形纳米孔阵列实现。宽带效应起因于在不同波长处的元元件中的多个磁共振的激发。此外，由于元元件的手性排列，纳米孔阵列对左旋和右旋圆偏振入射光表现出大的透射差异。更重要的是，我们已经实现了实验上的银纳米孔阵列的光学范围内的使用阴影气相沉积方法制造的宽带行为。我们的研究为在可见频率实现宽带人工磁性开辟了新的机会，这使得等离子体生物传感器或能量集中器的可能应用成为可能。
2021-06-22 physics.optics
Transverse Magneto-Optical Kerr Effect in Active Magneto-Plasmonic Structures
提出了一种利用有源介质层增强磁等离子体纳米结构中横向磁光克尔效应的新方法。我们报告的理论分析的磁等离子体结构与铁磁介质掺杂稀土离子（Nd 3+）作为一个例子的增益层。增强发生在纳米结构的表面等离子体激元（SPP）共振附近。掺杂物在SPP波场中的受激发射部分补偿了SPP波的损耗。结果表明，由于SPP阻尼的减少，MP谐振的Q因子增加，TMOKE与被动纳米结构相比增加。
2016-09-26 physics.optics
Nonlocal Optical Response of Particle Plasmons in Single Gold Nanorods
本研究通过实验与基于广义非局域光学响应理论的局域类比模型模拟对比，发现单根金纳米棒中的非局域等离激元阻尼效应弱于耦合系统，并验证了单颗粒暗场光谱学是探究该现象的有效工具。
2023-06-27 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
Surface plasmon-mediated nanoscale localization of laser-driven sub-THz spin dynamics in magnetic dielectrics
利用飞秒激光脉冲实现自旋的超快全光控制是光子学和磁学交叉点的研究热点之一，直接影响着未来的磁纪录。揭示光辅助记录机制，以增加位密度超过衍射极限，而不过度加热的记录介质是一个开放的挑战。在这里，我们表明，在混合金属-电介质结构中的表面等离子体激元极化激元可以提供反法拉第效应的空间限制，介导的激发本地相干自旋旋进0.41太赫兹频率。我们证明了两个数量级的增强的激发效率在表面等离子体共振内的100 nm层的介电石榴石。我们的发现拓宽了超快自旋等离子体的视野，并打开了通往纳米尺度非热光磁纪录的途径。
2017-12-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Surface-assisted carrier excitation in plasmonic nanostructure
我们提出了一个量子力学模型的表面辅助载流子激发光场在任意形状的等离子体纳米结构。我们推导出一个明确的表达式，在金属结构内的局部领域，表面吸收功率和表面散射率，确定附近的金属-电介质界面的载流子激发效率的增强。我们表明，表面散射是高度敏感的局部场极化，并可以纳入金属介电函数与声子和杂质散射。我们还表明，所获得的表面散射率描述的表面辅助等离子体衰减（朗道阻尼）的纳米结构大于非局域性尺度。我们的模型可以用于计算等离子体辅助的热载流子产生率在光电子学和光化学应用。
2017-03-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Analysis of a multi-mode plasmonic nano-laser with an inhomogeneous distribution of molecular emitters
推广Lamb的约化密度矩阵激光理论，分析了由金球和许多染料分子组成的等离子体纳米激光器中的非均匀分子耦合和模式关联。分子的不均匀性是通过模拟它们在球体周围的随机分布来解释的。我们的分析表明，为了获得激光，我们必须采用大量的强驱动分子来补偿等离子体激元模式的强阻尼。然而，紧凑的分子排列可以导致分子能量偏移，从而减少等离子体激元模式的激发，并最终表明任何特定系统的等离子体激元激发的最大极限。
2017-04-26 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Fabrication and optical characterization of long-range surface-plasmon-polariton waveguides in the NIR
实验研究了780 nm光波长下，长程表面等离子激元-极化激元在贵金属条形波导中的传输。为了使传播阻尼最小化，光刻结构波导由嵌入电介质聚合物中的薄金条制成。我们的波导几何形状支持对称的基本和反对称的一阶模式。对于基模，我们测量的传播损耗为$(6.12^{+0.66} _{-0.54})$ dB/mm，与使用矢量本征模求解器的数值模拟吻合良好。我们的研究结果是一个很有前途的出发点耦合荧光的个人固态量子发射器集成等离子体波导结构。
2016-07-01 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Efficient spin excitation via ultrafast damping-like torques in antiferromagnets
阻尼效应形成了高速自旋电子应用的许多新兴概念的核心。器件的开关时间和磁畴-壁速度等重要特性与阻尼率密切相关。虽然自旋阻尼弛豫过程的影响进行了深入研究，在脉冲自旋激发的阻尼效应被认为是可以忽略不计的，因为激发过程的短暂。在这里，我们表明，与铁磁体，超快阻尼起着至关重要的作用，因为它们的强烈的椭圆自旋进动的反铁磁体。在时间分辨测量中，我们发现超快阻尼导致自旋立即沿短旋进轴倾斜。反铁磁交换和磁各向异性之间的相互作用放大了几个数量级的反铁磁序参量的大幅度调制倾斜。这种杠杆效应揭示了反铁磁自旋电子学中超快磁性操纵的一条高效途径。
2020-12-05 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
