Measuring the Internal Temperature of a Levitated Nanoparticle in High Vacuum
物体与其周围浴池的相互作用可以导致物体的内部自由度与其质心运动之间的耦合。这种耦合对于纳米机械振荡器尤其重要，纳米机械振荡器是在量子力学状态下制备宏观物体的最有前途的系统之一。在这里，我们利用这种耦合来获得悬浮纳米粒子的内部温度从其质心动力学的测量。对于高真空中激光捕获的二氧化硅粒子，我们发现内部温度为$1000(60)\,\mathrm{K}$。由于黑体辐射限制了宏观量子态的相干性，因此纳米机械振荡器内部温度的测量和控制具有根本的重要性。
2018-04-09 physics.ins-det physics.optics
Microscopic theory for a minimal oscillator model of exciton-plasmon coupling in hybrids of 2d semiconductors and metal nanoparticles
本文提出改进的耦合振子模型，从微观麦克斯韦方程推导二维TMDC激子与金属纳米颗粒等离激元的有效耦合常数，揭示亮激子与动量暗激子的不同耦合行为，并建议用三振子方程描述实验光谱。
2024-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Thermal nonlinearities in a nanomechanical oscillator
具有高品质（Q）因子的纳米和微机械振荡器由于其作为超灵敏探测器的潜在应用而受到广泛关注。与微制造器件相比，真空中的光学捕获纳米颗粒不会遭受箝位损失，因此导致更大的Q因子。我们发现，对于悬浮的纳米粒子的热能足以驱动纳米粒子的运动到非线性政权。首先，我们实验测量和充分表征的频率波动源于热运动和非线性。其次，我们证明了反馈冷却可以用来减轻这些波动。高水平的控制使我们能够充分利用纳米谐振器的力传感能力。我们的方法提供了20 zN $Hz^{-1/2}$的力灵敏度，这是迄今为止在室温下报道的最高值，足以感测超弱相互作用，如非牛顿类重力力。
2013-07-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Metal nanoparticle plasmons operating within quantum lifetime
我们研究了当金属纳米颗粒与量子发射体（例如量子点、分子）强耦合时，金属纳米颗粒上的等离子体激元振荡的动力学。我们模拟了一个简单模型：耦合经典-量子振子系统的密度矩阵演化。我们发现，等离子体激元振荡的寿命可以增加几个数量级，高达量子发射体的衰变时间。这种效应本身表现为spaser（通过辐射的受激发射的表面等离子体放大）实验中等离子体发射带的变窄[{ \it Nature}，{ \bf 2009}，460，1110]，其中金纳米颗粒与周围分子相互作用。等离子体激元激发寿命的增加使得受激发射能够克服自发发射。这种增强是由于出现了类似于电磁感应透明（EIT）的现象。这种效应可以在纳米物理学的许多领域中找到应用，例如在等离子体激元的量子信息和提高太阳能电池效率中。
2013-06-20 physics.optics
Toy model of harmonic and sum frequency generation in 2D nanostructures
物质的光学非线性通常与单个原子的响应有关。在这里，使用一个玩具振荡器模型，我们表明，在一个二维介电纳米粒子的有限的几何形状的原子阵列的集体非线性响应可以产生从库仑相互作用的束缚光学电子，即使个别原子表现出没有非线性。我们确定的多极贡献的非线性响应的纳米粒子和证明，奇数阶和偶数阶的非线性电偶极矩的规模与纳米粒子的面积和周长，分别。
2021-09-21 physics.optics
Quantum squeezing of a levitated nanomechanical oscillator
通过快速改变振荡频率，实验实现了悬浮纳米粒子运动的量子压缩，速度方差降至基态的-4.9 dB，为宏观量子力学研究提供了平台。
2025-04-24 physics.optics quant-ph
Generating hot carriers in plasmonic nanoparticles: when quantization does and does not matter?
等离子体辅助的热载流子过程中的金属纳米粒子可以描述经典或使用量子力学的全部强度。我们再次确认，从实际应用的角度来看，当它来描述的纳米粒子中的等离子体的衰变，经典的描述是足够的，但最小的纳米粒子。同时，纳米颗粒中的电子温度升高是离散的（量子化的），忽略这一事实可能导致显著低估热载流子辅助效应，如光催化。
2019-12-16 physics.chem-ph physics.optics
PT Symmetry, induced mechanical lasing and tunable force sensing in a coupled-mode optically levitated nanoparticle
本研究从理论上探究光学悬浮耦合模纳米颗粒的PT对称特性，证实非对称光学势调制可实现PT对称机械行为与诱导机械激射，并可构建可调谐超灵敏力传感，推进了悬浮振荡器相干操控及传感应用研究。
2024-04-17 physics.optics quant-ph
Application of the coupled classical oscillators model to the Fano resonance build-up in a plasmonic nanosystem
在两个线性耦合振子的经典模型框架下研究了Fano共振的激发动力学。得到了具有阻尼简谐力的模型的精确解。给出了在谐波激励下生长的Fano轮廓的细节.对于超宽带脉冲，系统的反应具有普适性，与时变响应函数一致。数值计算的结果澄清了实验测量系统的完整特性的两种替代方法：通过频率扫描或记录时间依赖性响应的δ脉冲直接观察系统对单色力的响应。作为一个具体的例子，计算了由量子点和金属纳米颗粒组成的系统中的依赖于时间的激发。然后，它是示出的扩展模型的阻尼振荡器与辐射校正描述的建立一个等离子体Fano共振的飞秒激光脉冲的纳米天线的散射的适用性。
2018-03-22 physics.optics
Observations of a PT-like phase transition and limit cycle oscillations in non-reciprocally coupled optomechanical oscillators levitated in vacuum
本文在真空光阱中实现两个非互易耦合悬浮纳米粒子的集体非厄米动力学，通过调节俘获光束相对功率观测到类PT相变和Hopf分岔诱导的极限环振荡，为奇异点传感和拓扑光机械介质研究提供新平台。
2024-08-05 physics.optics
Comments on ""Hot" electrons in metallic nanostructures -- non-thermal carriers or heating?" and "Assistance of metal nanoparticles to photo-catalysis -- nothing more than a classical heat source"
预印本arXiv：1810.00565和Light：Science & Applications（2019）中的论文的作者，Y。杜比和Y. Sivan对我们的几篇论文发表了一些错误和不一致的评论。此外，该论文发表在Faraday Discuss. 214，215-233（2018）由相同的作者也包含与我们的工作关系的几个错误的陈述。此外，作者在他们的评论中提到了我们的工作中实际上没有的特征。在下文中，我们对他们歪曲或错误解释我们发表的工作的一些具体问题提出更正。
2020-10-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Force sensing with an optically levitated charged nanoparticle
悬浮光学机械显示出精确力测量的潜力。在这里，我们报告一个案例研究，实验表明这种力传感器的能力。使用电场作为工具来检测施加到悬浮纳米球上的库仑力。我们实验观察到的空间位移高达6.6 nm的悬浮纳米球施加直流电场。我们进一步施加AC场，并证明当驱动频率$ω_{AC}$和悬浮机械振荡器的频率$ω_0$收敛时，力感测的共振增强。我们直接测量力为$3.0 \pm 1.5 \times 10^{-20}$ N，积分时间为10秒，质心温度为3 K，压力为$1.6 \times 10^{-5}$ mbar。
2017-09-11 physics.optics quant-ph
Anti-crossing properties of strong coupling system of silver nanoparticle dimers coated with thin dye molecular films analyzed by classical electromagnetism
等离子体激元纳米颗粒（NP）二聚体表现出超灵敏表面增强共振拉曼散射的等离子体激元和分子激子之间强耦合的证据是在耦合共振中观察到反交叉。然而，这是不容易的实验调谐等离子体共振这样的二聚体的观察。在这项工作中，我们从理论上研究了二聚体的抗交叉性能的染料薄膜的厚度大于0.1 nm，间隙距离大于1.2 nm，根据经典的电磁原理。这些二聚体的等离子体共振光谱强烈地受到它们与染料分子的激子共振耦合的影响。二聚体光谱变化的膜厚度依赖性与银的椭圆形纳米颗粒的比较表明，偶极等离子体局域化的二聚体间隙耦合的分子激子的膜比偶极等离子体的椭圆形纳米颗粒强得多。此外，研究了通过改变周围介质的形貌和折射率来调谐等离子体共振时耦合共振的反交叉。观察到的光谱变化的椭圆形纳米粒子清楚地表现出反交叉特性，然而，二聚体的反交叉行为是更复杂的，由于强耦合的偶极子和高阶等离子体与多个分子激子。我们发现，二聚体的反交叉清楚地证实了耦合共振的折射率依赖性。
2019-11-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optical and transport properties of spheroidal metal nanoparticles with account for the surface effect
采用动力学方法建立了Drude-Sommerfeld模型，研究了自由电子路径远大于颗粒尺寸时球形金属纳米颗粒的光电输运性质.对于扁球形或长球形的纳米颗粒，已经发现介电函数和电导率依赖于许多因素，包括频率、颗粒半径、球形纵横比和电场相对于颗粒轴的取向。在一定频率范围内，磁导率的实部和虚部随颗粒尺寸的增大而振荡;在一定半径范围内，磁导率的实部和虚部随频率的增大而振荡。动力学方法得到的结果与已知的经典模型进行了比较。
2011-07-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantum plasmonics with a metal nanoparticle array
我们研究了金属纳米颗粒阵列作为纳米光子量子通信的通道和量子等离子体干涉的产生。我们考虑了量子态的转移，包括单量子比特作为等离子体波包，并通过比较量子理论与经典电磁理论的预测，强调了量子力学描述的必要性。包括在金属中的损失的影响，从而把我们的调查到一个实际的设置，并使现实的纳米粒子阵列的性能作为等离子体量子信道的量化。我们探讨了单等离子体激元的干扰，发现与等离子体激元激发的量子特性相关的非线性吸收效应。这项工作突出了使用纳米光子周期性系统用于量子等离子体应用的优点和缺点，例如量子通信和量子干涉的产生。
2012-06-22 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
