Some formulae for evaluation of the polariton and plasmon frequencies, in materials
我们提出了计算声子极化激元，等离子体激元和等离子体激元频率的新关系，这不同于标准的关系。因此，我们研究了二维晶格中声子极化激元的频率，并将其应用到CuO_2晶格中。接下来，我们评估石墨烯和Cu 2D和Cu 3D金属中的等离子体频率。此外，我们评估的频率在Cu 2D/空气和Cu 3D/空气界面的表面等离子体激元。所得结果与实验数据吻合较好。此外，我们提出了之间的对应关系的潜在的向量和位移的振荡器。众所周知，二次量子化中算符的对易关系起源于用来描述电磁场的简谐振子。最后，我们提出了光子，声子和等离子体之间的比较。
2014-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear magnon polaritons
我们从实验和理论上证明了非线性自旋波相互作用抑制了由片上开口环谐振器探测的钇铁石榴石薄膜微波谱中的混合磁振子-光子准粒子或“磁振子极化激元”。我们观察到的Kittel和微波腔模式之间的强耦合在避免交叉作为磁场的函数在低微波输入功率，但在高功率的间隙完全关闭。实验结果很好地解释了一个理论模型，包括三个磁振子衰变到自旋波的Kittel磁振子。间隙闭合起源于由自旋波的相干反反应引起的高于Suhl不稳定性阈值的铁磁共振的饱和。
2022-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modulation of a surface plasmon-polariton resonance by sub-terahertz diffracted coherent phonons
相干亚太赫兹声子入射到沉积在电介质衬底上的金光栅上经历衍射，从而引起表面等离子体激元-极化激元共振的改变。这导致在等离子体激元-极化激元共振附近的可见光的结构的反射率的有效高频调制（高达110 GHz）。通过设计提供等离子体极化激元和声子共振的周期性纳米结构来实现高调制效率。我们的理论分析表明，等离子体激元极化激元共振的动态变化是由光栅内的高阶声子共振频率的狭缝宽度的调制。
2012-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Plasmonic crystals for ultrafast nanophotonics: Optical switching of surface plasmon polaritons
我们证明，表面等离子体激元的色散在周期性穿孔的金膜可以有效地操纵飞秒激光脉冲的波长远离本征共振的金。使用时间和频率分辨的泵浦探测技术，我们观察到移动的等离子体极化激元共振的响应时间从200到800 fs取决于探测光子的能量，通过它，我们获得了全面的洞察电子动力学在金。我们发现，在0.5 mJ/cm ^2的中等泵浦能量密度下，光学光谱中的伍德异常在差分透射和反射中提供了显著的共振，其幅度高达3%。
2011-12-07 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Kinetic theory of surface plasmon polariton in semiconductor nanowires
基于表面等离子体激元的半经典模型哈密顿量和非平衡格林函数方法，提出了一种研究电子散射对半导体纳米线中表面等离子体激元动力学行为影响的微观动力学理论.表面等离子体极化激元的阻尼源于电子的共振吸收（朗道阻尼），并且相应的阻尼表现出尺寸依赖的振荡和明显的温度依赖性，而没有任何散射。散射通过向共振引入加宽和移位来影响阻尼。为了证明这一点，我们研究了在InAs纳米线中存在的电子杂质，电子声子和电子电子库仑散射的表面等离子体极化激元的阻尼。电子-杂质散射和电子-声子散射的主要作用是引起展宽，而电子-电子库仑散射不仅引起展宽，而且引起共振位移。对于InAs纳米线的调查，由于电子-声子散射的展宽占主导地位。因此，散射对表面等离子体极化激元的阻尼有显著的影响：在散射的存在下，尺寸相关的振荡被消除，温度相关性也被抑制。这些结果表明了散射对半导体纳米线表面等离子体激元阻尼的重要作用。
2013-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation and active control of a collective polariton mode and polaritonic band gap in few-layer WS2 strongly coupled with plasmonic lattices
二维半导体的主机激子具有非常大的振子强度和结合能，由于显着降低载流子屏蔽。二维半导体与光学腔的集成正在成为一个有前途的平台，用于研究强光-物质相互作用，作为探索各种奇异的多体效应的途径。在这里，在几层的WS 2与等离子体纳米粒子晶格耦合，我们观察到激子能量附近的集体极化激元模式的形成和形成一个完整的极化激元带隙的能量规模可比的激子-等离子体耦合强度。耦合振荡器模型表明，集体模式产生的激子通过激子-激子相互作用的等离子体晶格衍射级的合作耦合。集体模式的出现伴随着超线性增加的极化激元模式分裂的激子振子强度的平方根的函数。在缺乏体极化的系统中增强的这些许多体效应的存在不仅允许形成具有周期性变化的场分布的集体模式，而且还进一步增强激子-等离子体激元耦合。通过将混合WS 2-等离子体晶格器件与场效应晶体管集成，我们展示了集体模式和极化激元带隙的主动调谐。这些系统提供了新的机会，获得更深入和系统的理解，在周期性光子系统中的许多机构的合作现象，并设计更复杂的和主动可控的极化激元器件，包括可切换的极化激元激光器，波导和光学逻辑元件。
2018-08-20 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Propagation and scattering of TE surface plasmon polaritons on interface between two dielectrics
本文研究了TE极化电磁表面波在具有正、负磁导率材料界面上的传播。与TM极化表面波相反，TE表面波在半无限介质界面处散射时几乎没有辐射损耗。
2009-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surface-Plasmon-Polariton (SPP)-Like Acoustic Surface Waves on Elastic Metamaterials
研究了弹性异向介质表面声表面波的色散特性。与分析方法，我们表明，非常规的声表面波，与金属表面上的电磁表面等离子体激元（SPPs）的色散行为非常相似，可以存在于弹性超材料的频率附近的弹性Lamé的常数满足λ + μ =0。以两种典型的弹性超材料为例，说明了这种特殊的声表面波。
2014-08-10 cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph
Antiferromagnetic cavity magnon polaritons in collinear and canted phases of hematite
腔自旋电子学探索在自旋电子学和量子现象之间的界面处的轻物质相互作用。迄今为止，研究主要集中在铁磁体与腔光子的杂化上，本文实现了反铁磁腔磁振子极化激元。单个赤铁矿晶体（α-Fe_2 O_3）中的集体自旋运动与具有所需特定对称性的18 - 45 GHz微波腔光子杂交。通过对Morin跃迁的测量，我们从理论和实验上证明了共线相的光子-磁振子耦合是由动力学Neel矢量和倾斜相的弱磁矩介导的.的耦合强度g示出与各向异性场的共线相和与Dzyaloshinskiii-Moriya场在倾斜相的比例。我们实现了强耦合制度在倾斜（C > 25在300 K）和非共线相（C > 4在150 K），从而与反铁磁相干信息交换。这些结果证明了一个通用的策略，以实现反铁磁腔磁振子极化激元不同的对称性，打开反铁磁材料的领域的腔自旋电子学。
2022-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Universal Characterisation of Cavity--Magnon Polariton Coupling Strength Verified in Modifiable Microwave Cavity
利用可调谐的3D打印凹腔，可以对不同磁性样品的光子-磁振子耦合的频率依赖性进行全面研究。实现了强耦合，其值范围在20- 140 MHz之间。在这里首次通过实验验证的重新设计的理论使耦合值能够仅从模拟中计算，从而使未来的实验能够精确设计异国情调的腔设计，而不受样品和腔几何形状的限制。最后，深强耦合制度的要求被证明是可以实现的，在这样的实验。
2020-08-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Surface plasmon polariton graphene photodetectors
等离子体纳米粒子和石墨烯的组合增强了基于石墨烯的光电探测器的响应度和光谱选择性。然而，金属-石墨烯结的小面积（其中诱导的电子-空穴对分离）将光活性区域限制在亚微米长度尺度。在这里，我们将石墨烯与等离子体光栅耦合，并利用所产生的表面等离子体激元将收集到的光子传递到金属-石墨烯-金属光电探测器的结区。这导致响应度提高400%，光敏长度增加1000%，并结合可调光谱选择性。表面等离子体激元和入射波之间的干涉引入了新的功能，例如来自接触边缘的光通量吸引或排斥，从而能够定制设计光电探测器的光谱响应。这种结构也可以用于表面等离子体生物传感与直接电读出，消除了复杂的光学需要。
2015-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cultivating Metal Whiskers by Surface Plasmon Polariton Excitation
本研究实验证明利用表面等离激元极化子的增强电场可在金属表面诱导晶须成核，为金属晶须的可控生长提供了新途径。
2023-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamical Casimir effect for surface plasmon polaritons
研究了垂直入射平面波激发下非对称介质与金属薄膜界面的光子对辐射。激发引起界面中表面等离子体激元的相速度在时间上的振荡。这导致了动态卡西米尔效应-产生表面等离子体激元量子对，其转移到界面外的光子。在适当选择界面的情况下，双光子发射的产额可能超过通常的自发参量下转换。
2014-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Ultralong Lifetime Plasmons on Picosecond Time Scale Enabled by Hybrid Plasmon-Phonon Polaritons
石墨烯等离子体激元对于在宽频域中工作的紧凑型光学器件具有极大的兴趣，其具有高速和非常低的能量消耗。然而，石墨烯等离子体激元在大多数衬底上迅速衰减，主要是由于来自衬底表面声子和杂质的散射损耗。在这里，我们发现了一种新的杂化等离子体声子极化激元模式在石墨烯/h-BN范德华异质结构，这使得超长的混合等离子体激元寿命高达1.6皮秒，最长的等离子体激元寿命有史以来证明。这种显著的长寿命来自于长寿命h-BN横向光学声子与石墨烯等离子体的耦合，石墨烯等离子体仅存在于单层异质结构中。我们的发现和理解这种未开发的混合模式提供了一种新的方法来调整等离子体激元的行为在频率，时间和空间域。这可能会引入一种新的范例，以产生具有超长寿命的高度受限等离子体激元，用于各种应用，如深亚波长超材料，超低损耗波导和超快光开关。
2015-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exchange Magnon-Polaritons in Microwave Cavities
我们制定了一个散射理论来研究磁性薄膜在微波腔超越独立自旋和旋转波近似的Tavis-Cummings模型。我们表明，强耦合不仅可以实现的铁磁共振（FMR）模式，但也为自旋波共振（SWR）的耦合强度是模式依赖性和减少模式指数的增加。强耦合机制也可以通过自旋泵入金属接触来电访问。
2015-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Terahertz-frequency magnon-phonon-polaritons in the strong coupling regime
当光和物质之间的相互作用足够强烈，形成称为极化激元的新混合模式时，就会发生强耦合。在这里，我们报告的强耦合的电和磁自由度的超快太赫兹（THz）频率的电磁波。在我们的系统中，铁电锂铁酸盐（LiNbO $_3$）中的光学声子与THz电场强耦合形成声子-极化激元，同时通过THz磁场与相邻的倾斜反铁磁铒正铁氧体（ErFeO $_3$）中的磁振子强耦合.强耦合导致新的磁振子-声子-极化激元模式的形成，我们在实验中观察到的波矢-频率色散曲线作为一个避免的交叉和在时域作为正常模式拍频。我们简单而多功能的片上波导平台提供了一个有前途的途径，探索超快太赫兹自旋电子学应用和相互作用的量子性质。
2018-02-11 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Near dispersion-less surface plasmon polariton resonances at a metal-dielectric interface
全方向光耦合到表面等离子体激元（SPP）模式以利用等离子体激元介导的近场增强是具有挑战性的。我们报告的可能性，近色散模式的结构与未图案化的金属-电介质界面上的2-D介电图案。我们发现，激发模式的位置和色散可以控制的激发几何形状和2-D模式。还示出了由不同SPP模式的面内耦合引起的反交叉。
2012-08-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.optics
Detectability of Axion Dark Matter with Phonon Polaritons and Magnons
凝聚态系统中的集体激发，如声子和磁振子，最近被提出作为光暗物质的新的检测通道。我们表明，激发i）光学声子极化激元极性材料中的${\mathcal O}$（1 T）磁场（通过轴子-光子耦合），和ii）磁有序材料中的带隙磁振子（通过轴子风耦合到电子自旋），可以覆盖难以达到的${\mathcal O}$（1-100）meV质量窗口QCD轴子暗物质与不到1千克-年的曝光。找到大量的光学声子或磁振子模式，可以耦合到轴子场的材料是至关重要的，建议一个程序来寻找一系列的材料具有不同的共振能量和激发选择规则，我们概述了规则，并讨论了一些候选目标，留下一个更详尽的搜索未来的工作。单光子、声子和磁振子探测器的不断发展将为实验实现这里提出的想法提供关键。
2020-05-20 astro-ph.CO cond-mat.mtrl-sci hep-ph
THz-frequency cavity magnon-phonon-polaritons in the strong coupling regime
我们证明了磁振子和声子对太赫兹（THz）频率电磁波的强耦合作用局限于光子晶体（PhC）腔中。我们的腔体由一个二维阵列的空气孔切割成一个混合板的铁电锂铌酸盐（LiNbO $_3$）和铒正铁氧体（ErFeO $_3$），倾斜的反铁磁晶体。LiNbO $_3$中的声子和ErFeO $_3$中的磁振子分别与受限电磁波的电场和磁场分量强耦合。这导致形成新的腔磁振子声子极化激元模式，我们实验观察到的正常模式分裂的频谱和避免交叉的温度-频率图。该腔还具有模式体积$V=3.4\times10^{-3}λ^3\simeq0.5(λ/n)^3$ $μ$ m $^3$，并且可以实现高达1000的Q因子。这些因素促进了太赫兹腔自旋电子学和量子电动力学领域的研究。
2017-07-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Spin pumping driven by magnon-polaritons in a ferromagnet-coplanar superconducting resonator hybrid system
该研究在1.4 K的铁磁体–共面超导谐振器杂化系统中，利用逆自旋霍尔效应电学探测磁振子–光子强耦合驱动的自旋泵浦，并揭示耦合强度随微波功率增强而降低及超导谐振器的阈值非线性。
2025-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Coherent Control of Floquet-Mode Dressed Plasmon Polaritons
我们研究了周期性纳米结构上光激发的等离子体激元的相干特性。金颗粒耦合到一个单模光子波导，其表现出显着减少的传输源于派生的量子干涉。通过对Floquet修饰的极化激元的非平衡描述，我们证明了由于外部激光驱动的费米能级以上的金的带内跃迁的存在，光通过波导的传输发生了切换。
2015-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
