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
Strong coupling of monolayer WS2 excitons and surface plasmon polaritons in a planar Ag/WS2 hybrid structure
本研究利用全内反射椭偏测量技术，在Ag/Al2O3/单层WS2平面堆叠结构中实现了A激子与表面等离激元极化激元的强耦合，为等离激元调制器和传感器应用开辟了新前景。
2023-06-28 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
THz lattice vibrations for active plasmonics with light: Ultrafast optical response in gold/telluride hybrid plasmonic crystals
固体中相干光学声子的激发为亚皮秒时间尺度上的光的超快调制提供了途径。在这里，我们报告的高效3.6太赫兹调制的光反射的混合金属/半导体等离子体激元晶体引起的晶格振动在几纳米厚的元素碲层。我们观察到，表面等离子体激元有助于显着的光诱导形成此薄层之间的界面碲基II-VI族半导体，如（镉，镁）碲或（镉，锰）碲，和一维金光栅。在泵浦-探测实验中，通过飞秒激光脉冲激发和探测$A_1$对称性的相干光学碲声子来监测界面成分的变化。等离子体光栅在半导体上的图案化增强了源自界面区域的瞬态信号。这允许监测层的形成和观察的声子频率的偏移所造成的限制的晶格振动在nm厚的隔离层。利用表面等离子体激元对相干光学声子的有效激发和检测可以通过信号强度对泵浦和探测脉冲的偏振及其光谱分布的依赖性来证明。
2015-11-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Influence of deposition parameters on the plasmonic properties of gold nanoantennas fabricated by focused ion beam lithography
本研究通过改变沉积速率制备不同厚度金薄膜，结合多种表征手段，发现20/30 nm薄膜宜用0.1 nm/s沉积，40 nm薄膜宜用0.3 nm/s，以优化等离激元天线性能。
2024-05-30 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Gold/Silica biochips: applications to Surface Plasmon Resonance and fluorescence quenching
我们报告金/二氧化硅生物芯片的低成本生物传感器设备。首先，利用表面等离子体共振（SPR）技术研究了二氧化硅表面的生物化学相互作用。其次，采用金/二氧化硅生物芯片来减少当荧光团接近金表面时发生的强猝灭。此外，二氧化硅样厚度的控制允许优化金属表面和荧光团之间的距离，以增强荧光信号。这些结果代表了朝向基于例如表面等离子体激元耦合发射（SPCE）技术的高灵敏度、特异性和低成本生物传感器的第一步。
2010-01-15 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det physics.optics
Near-Infrared plasmon induced hot electron extraction evidence in an indium tin oxide nanoparticle / monolayer molybdenum disulphide heterostructure
在这项工作中，我们观察等离子体激元诱导的热电子提取之间的异质结氧化铟锡纳米晶体和单层二硫化钼。我们研究的样品与超快差分传输激发样品在1750 nm的强烈局域等离子体表面共振的氧化铟锡纳米晶体和单层二硫化钼不吸收光。在1750 nm激发下，我们观察到二硫化钼在可见光范围内的激子特征，接近二硫化钼的激子。这种现象可以归因于等离子体激元激发时氧化铟锡纳米晶体和单层二硫化钼之间的电荷转移。这些结果是实现近红外等离子体材料用于光转换的第一步。
2022-07-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Sub-wavelength localized all-optical helicity-independent magnetic switching using plasmonic gold nanostructures
本文通过在GdTbCo薄膜上沉积等离激元金纳米结构，利用单束飞秒激光脉冲激发，实现了临界尺寸低至240 nm的亚波长局域全光无螺旋度磁性翻转，为高密度磁记录提供了新途径。
2024-08-23 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Coherent magnetic plasmon modes in a contacting gold nano-sphere chain on a gold Slab
提出并研究了一种耦合磁谐振波导，它由金纳米球链和金片构成。在这种一维纳米结构中可以激发出宽带相干磁等离子体激元模式。利用拉格朗日方法和傅里叶变换方法，研究了磁等离子体模的波矢和群速度的色散特性。该系统可获得较小的群速度，可用作亚波长慢波波导。
2011-12-08 physics.optics
Quantum spill-out in nanometer-thin gold slabs: Effect on plasmon mode index and plasmonic absorption
采用量子力学方法和局域响应理论研究了等离子体激元在纳米金片中的传播。金属板支持两种不同的模式，分为长程和短程等离子体激元。量子溢出被发现显着增加其模式指数的虚部，并且，令人惊讶的是，即使是宽到足以接近散装的板坯的增加是20%。这是解释在增强的等离子体吸收，这主要发生在位于板表面附近的窄峰。
2018-10-11 physics.optics
Strong plasmon coupling between two gold nanospheres on a gold slab
在这项工作中，两个金纳米球之间的等离子体激元耦合效应的金板进行了研究。在等离子体共振频率下，平板表面上的电子被吸收到球体中并有助于等离子体振荡。这种效应有助于增强两个球之间的局部电场和光学耦合力。
2011-07-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Fano resonance and spectrally modified photoluminescence enhancement in monolayer MoS2 integrated with plasmonic nanoantenna array
本文将单层MoS2与银蝴蝶结纳米天线阵列集成，利用激子-等离子体耦合实现室温下可调光致发光增强和表面增强拉曼散射，并在低温下通过调节阵列设计获得可调Fano共振，为新型光学器件设计提供平台。
2015-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Electron energy-loss spectroscopy on freestanding perforated gold films
我们报告的组合远场和近场研究的表面等离子激元独立穿孔金膜。通过聚焦离子束铣削{周期性孔阵列到}碳膜，然后热蒸发金和等离子体灰化碳膜来制造样品。光透射谱显示出一系列的特征，这可以归因于通过周期性纳米孔阵列的表面等离子体激元模式的激发。相应的近场分布映射的电子能量损失谱。除了光学明亮的表面等离子体模式，我们观察到在近场的一个额外的暗等离子体模式，这是不存在的垂直入射的远场光谱。我们的实验结果与基于间断Galerkin时域方法的数值计算吻合得很好。
2021-01-06 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
An electroplating-based plasmonic platform for giant emission enhancement in monolayer semiconductors
本研究通过电子束光刻和电镀制备金纳米盘阵列，实现单层MoS2光致发光150倍增强，并基于电磁模拟解释机制。
2023-06-23 physics.optics
Polarized exciton emission enhancement of monolayer MoS2 coupled with plasmonic Salisbury-type absorber
等离子体介导的二维原子过渡金属二硫属化物（TMD）中光-物质相互作用的操纵关键取决于等离子体纳米结构的设计，以实现TMD中的最大光场。在这里，一个金属-绝缘体-金属索尔兹伯里型完美吸收体被制作作为本地化的表面等离子体激元的发生器。实验观察到在金等离子体混合纳米结构顶部的单层（ML）MoS 2的显着的光致发光（PL）增强高达60倍。此外，PL线偏振可以接近激子发射峰附近的约60%，并且与激发激光的偏振无关。这种Salisbury型等离子体激元-激子杂化系统为基于TMD的光电子器件的发展开辟了一条新的途径。
2021-12-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Exceptionally high Verdet constant in gold nanodisc arrays
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；Indian Institute of Technology Bombay（孟买印度理工学院）；University of Münster（明斯特大学）；Lomonosov Moscow State University（莫斯科罗蒙诺索夫国立大学）；CSIR-National Physical Laboratory（印度科学工业研究理事会国家物理实验室）
金纳米盘阵列通过等离子体共振实现极高的Verdet常数，为磁光效应在光电子器件中的应用提供了新途径。
2025-12-04 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Topological valley plasmons in twisted monolayer-double graphene moiré superlattices
本研究将拓扑光子学与莫尔超晶格结合，理论证明小角度转角单层-双层石墨烯莫尔超晶格可作为谷保护等离激元的天然平台，其因畴区光导率差异形成完整带隙，具有非零谷陈数和抗谷间散射的边缘态单向输运特性。
2024-03-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Enhanced transmission of light through a gold film due to excitation of standing surface plasmon Bloch waves
我们已经观察到增强的光通过金膜的传输，由于在表面法布里-珀罗谐振腔中的表面等离子体布洛赫波的激发。我们的实验结果强烈反驳最近提出的模型，通过激发复合衍射倏逝波的光传输。
2006-05-02 physics.optics
Epoxy-inspired Nonlinear Interface Integrating Monolayer Transition-Metal Dichalcogenides with Linear Plasmonic Nanosieves
虽然TMDC单层膜在几埃的厚度内提供巨大的光学非线性，但仍然难以调制和设计非线性发射的波前。高质量单层的晶粒尺寸也限制了经典光源赋予相位和振幅的不均匀或梯度分布的可能性。等离子体纳米筛可以支持巨大的场增强和精确的非线性相位控制，具有数百纳米像素级的分辨率，但它们具有固有的弱非线性极化率。在自然界中，环氧树脂代表一种强力胶，其神奇的粘合力来自两种内在的松散和非粘性树脂的粘合。受环氧树脂性质的启发，我们报道了一种多功能和强大的非线性界面，通过将过渡金属二硫属化物（TMDC）单层与线性等离子体纳米筛相结合，这两种成分都无法访问。我们实验证明轨道角动量（OAM）的产生，光束转向，多功能偏振控制和全息图和SH发射，与建议的非线性接口。此外，对于这样的系统，获得了~25 nm/V的有效二次谐波（SH）非线性\c{hi}（2）。该设计平台协同TMDC单层，等离子体纳米筛，几何相位和场增强的互补优势，为设计师，多功能和超紧凑的非线性光学器件铺平了独特的道路。
2019-05-27 physics.optics
Efficient Fizeau Drag from Dirac electrons in monolayer graphene
斐索在1850年证明了光在移动介质中传播时的速度可以改变。我们能否通过电流来实现对快速移动的电子介质的光速有效控制？由于电子与光之间的强电磁耦合导致等离子体激元的集体激发，从而表现为等离子体多普勒效应。由于等离子体激元的传播速度远快于传统贵金属中电子的漂移速度，因此在电子系统中等离子体激元多普勒效应的实验观测一直是一个挑战。在这里，我们报告直接观察斐索阻力的等离子体激元在强偏压石墨烯利用高电子迁移率和慢等离子体传播的无质量狄拉克电子。石墨烯中的大偏置电流产生了承载等离子体激元的快速漂移的狄拉克电子介质。它导致非互易等离子体激元传播，其中等离子体激元与漂移的电子介质一起以增强的速度传播。我们使用低温近场红外纳米显微镜测量多普勒频移等离子体波长，该纳米显微镜在低温下直接成像偏压石墨烯中的等离子体极化激元模式。我们观察到等离子体激元的波长差异高达3.6%之间的等离子体激元移动和对漂移的电子介质。我们对等离子体多普勒效应的发现为非平衡系统中非互易表面等离子体极化激元的电控制提供了新的机会。
2021-06-03 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Investigation of Surface Plasmon Resonance in Super-Period Gold Nanoslit Arrays
超周期金属纳米缝中的表面等离子体共振不仅可以在零级透射中观察到，还可以在一级衍射中观察到。本文研究了各种超周期金纳米缝阵列中的表面等离子体共振模式。研究发现，在超周期纳米缝中，纳米缝的小周期决定了表面等离子体共振频率。单胞超周期中的纳米缝的数量和纳米缝的宽度不控制表面等离子体共振频率。研究还发现，在一级衍射中观察到的共振波长更准确地揭示了金属超周期纳米缝阵列器件中的真实表面等离子体共振波长。
2012-07-05 physics.optics
Plasmonic modes of gold nano-particle arrays on thin gold films
在金属薄膜上的金属纳米颗粒的规则阵列具有可调谐的光学共振，可以应用于表面增强拉曼散射或生物传感。为了开发更多的表面选择性几何形状，我们研究了25 nm厚的金膜上的规则金纳米颗粒阵列，与传统的表面等离子体共振设置中使用的对称模式相比，它可以激发具有更好的场限制的非对称表面等离子体模式。通过光学消光光谱，我们确定了我们的结构所维持的等离子体模式。此外，热处理的金属结构的作用进行了研究，揭示了在光学性能上的金的晶体结构的修改的作用。
2012-09-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmon ruler with gold nanorod dimers: utilizing the second-order resonance
介绍了利用金纳米棒π-二聚体的二阶等离子体共振作为等离子体标尺的思想。我们报告一个质的不同的依赖性的等离子体共振位移粒子间的距离为第一和第二阶的纵向模式，扩展等离子体统治者的工作范围的距离值为400 nm。
2014-01-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Two and three photon excited luminescence of single gold nanoparticles: Switching between plasmon- and electron-hole-pair emission by ultrashort laser pulses
在这项工作中，我们使用飞秒激光脉冲的800 nm波长的激发和表征单金纳米粒子的多光子发光发射。对于激发与100 fs的激光脉冲，我们观察到一个两个和三个光子的辐射电子空穴对复合为主的发射，而发射是由辐射等离子体衰变激发与500 fs的脉冲。对于具有不同长径比的单个金纳米棒，我们研究了粒子等离子体激元和电子空穴对之间的相互作用，这使我们能够开发一个定量模型来充分描述单个金纳米颗粒的双光子和三光子发光发射。
2018-12-04 physics.optics
Formation of Highly Tunable Periodic Plasmonic Structures on Gold Films Using Direct Laser Writing
本文利用直接激光写入在不同厚度金膜上制备不同形状的周期性纳米结构，通过调控结构形貌和光栅周期实现高度可调的等离激元共振，为传感应用提供新机遇。
2024-07-23 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Optical amplification of surface plasmon polaritons in a graphene single layer integrated with a random grating
在本文中，我们设计和模拟了太赫兹（THz）可控有源等离子体波导结构的基础上，是放置在一个随机的硅光栅衬底上的单石墨烯层。所提出的太赫兹有源等离子体激元波导结构中的光学增益由光激发的石墨烯单层中的受激发射过程提供，该过程导致表面等离子体激元（SPP）波的放大。我们使用一个随机的光栅衬底，以引入安德森局域化的SPP波传播通过石墨烯单层，以提高其在谐振频率的光放大。结果表明，石墨烯表面等离子体的共振峰的增强因子可以高达175。我们还分析了它们对应的场强沿石墨烯单层的分布，发现它们的强度和局域化位置彼此不同。通过研究该结构的透射率随泵浦和温度的变化，发现随着温度和外泵浦强度的增加，其共振峰频率发生蓝移。此外，我们表明，增加环境温度由60 K可以显着降低输出放大强度的一个因素为70。所提出的基于石墨烯的THz等离子体激元波导结构的这种性质使其在温度传感应用和开/关可切换激光器件中是有用的。
2021-10-04 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Directing Monolayer Tungsten Disulfide Photoluminescence using a Bent Plasmonic Nanowire on a Mirror Cavity
在不影响场增强的情况下设计定向光学天线需要专门设计的光学腔。在这里，我们报告的实验观察定向光致发光发射从单层的二硫化钨使用的反射镜腔上的等离子体纳米线。几何形状提供了场增强和方向性的光致发光通过将单层之间的延伸腔滴铸弯曲的银纳米线和金镜形成。我们使用傅立叶平面成像技术成像的光致发光发射波矢量。该腔在一个狭窄的波矢范围内耦合出辐射，径向和方位角扩展分别仅为11.0°和25.1°。此外，我们进行了三维有限差分时域数值计算，以证实和理解的实验结果。我们设想，这里提出的结果将很容易利用片上耦合应用和设计非弹性光学天线。
2022-03-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Second Harmonic Generation from a Single Plasmonic Nanorod Strongly Coupled to a WSe2 Monolayer
单层过渡金属二硫属化物，耦合到金属等离子体纳米腔，最近出现了强大的光-物质相互作用的新平台。这些系统预计将具有非线性光学特性，这将使它们能够用作纠缠光子源，紧凑型混频器件以及经典和量子光子技术的其他元件。在这里，我们报告了这些强耦合系统的非线性特性的第一个实验研究，通过观察从WSe 2单层强耦合到一个单一的金纳米棒的二次谐波产生。二次谐波信号的泵浦频率依赖性显示出明显的分裂，这可以通过具有二阶非线性的耦合振荡器模型来解释。严格的数值模拟，利用非微扰非线性流体动力学模型的传导电子支持这种解释和再现实验结果。因此，我们的研究奠定了基础，了解强耦合纳米系统的非线性特性。
2020-09-17 physics.optics
Plasmonic abilities of gold and silver spherical nanoantennas in terms of size dependent multipolar resonance frequencies and plasmon damping rates
球形等离子体纳米天线的吸收和发射光学性质的多极表面等离子体激元（SP）的尺寸依赖的谐振频率和阻尼率方面进行了描述。我们提供的等离子体激元的大小特性的金和银的球形粒子的大尺寸的延迟制度，其中等离子体激元辐射阻尼是显着的。我们强调的辐射阻尼的作用相比，能量耗散阻尼形成的等离子体粒子的接收和发射性能。两者的大小依赖性：多极SP谐振频率和相应的阻尼率可以是为给定应用定制等离子体纳米天线特性的方便工具。这样的特性使得能够控制等离子体纳米天线的操作频率，并且将操作范围从光谱宽改变为光谱窄，反之亦然。也可以在粒子接收（增强吸收）和发射（增强散射）能力之间切换。改变观察的偏振几何形状，可以有效地将偶极子和四极等离子体激元辐射与对散射光的所有非等离子体激元贡献分离。关键词：表面等离子体共振，等离子体阻尼率，多极等离子体
2011-04-04 physics.optics
Longitudinal quantum plasmons in copper, gold, and silver
等离子体波在各种金属量子纳米结构中的传播因其在技术上的应用而受到关注。金属纳米结构在量子尺寸范围内的量子等离激元性质一直难以用合适的模型来描述。在这里，非局域量子等离子体激元研究在最重要的金属铜，金，银。利用一种新的非局域量子介电常数模型研究了这些金属的色散特性和高光子能区纵向量子等离子体激元的传播。研究了这些金属中纵向量子等离子体激元的近零特性，得到了它们的光谱和阻尼率。量子等离子体的波函数的经典和量子极限。结果表明，银是最适合的量子金属结构的发展，下一代的量子光学和传感技术，由于低的本征损耗。
2017-08-14 physics.optics
Atomically flat single-crystalline gold nanostructures for plasmonic nanocircuitry
高清晰度等离子体纳米结构的深亚波长集成对于开发用于高速通信、量子计算和芯片实验室应用的未来光学纳米电路具有关键重要性。到目前为止，由多个功能元件组成的扩展等离子体网络的实验实现仍然具有挑战性，这主要是由于常用的热蒸发金层的多结晶性。在单个电路元件中产生的结构缺陷将大大降低功能集成纳米电路的产量。在这里，我们展示了使用非常大（>100 μ m^2）但薄（<80 nm）的化学生长单晶金薄片，固定后，作为聚焦离子束铣削和其他自上而下的纳米纤维技术在任何所需的基板上的理想基础。使用这种方法，我们获得了高清晰度的超光滑的金纳米结构，具有优越的光学性能和可重复的纳米尺寸的功能超过微米的长度尺度。我们的方法提供了一个可能的解决方案，以克服目前的制造瓶颈，实现高清晰度的等离子体纳米电路。
2010-10-14 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Observation of tunable charged exciton polaritons in hybrid monolayer WS2 $-$ plasmonic nanoantenna system
光-物质修饰态的形成是量子光学中的关键效应之一，表现为耦合系统本征能量的拉比分裂。在半导体中实现这一机制时，通常使光与半导体的电中性准粒子激子$-$相互作用，同时与带电三粒子态$-$ trions $-$的相互作用很少受到关注。在这里，我们报告在银纳米棱镜和带电激子$-$ trions $-$单层二硫化钨（WS $_{2}$）的等离子体激元之间的强相互作用。我们表明，在这个系统中的等离子激元激子相互作用可以有效地调整通过控制带电与中性激子的耦合过程中的贡献。特别是，我们表明，一个稳定的trion状态出现，并在低温下有效地耦合到等离子体共振，形成三个明亮的混合等离子体激子trion极化激元状态。我们的研究结果开辟了一种可能性，利用带电trion极化激元$-$以前未开发的混合状态的光和物质的纳米级混合等离子体系统。
2017-03-24 cond-mat.other physics.optics
Room temperature Tamm-Plasmon Exciton-Polaritons with a WSe2 monolayer
固态腔量子电动力学是探索光-物质耦合前沿的一个快速发展的领域。等离子体激元方法在这一领域特别感兴趣，因为它们具有将光学模式挤压到显著低于衍射极限的空间的潜力1，2，增强了光-物质耦合。它们还可作为一种架构，用于设计具有最小占地面积的超快速非线性集成电路3。过渡金属二硫属化物非常适合作为这种电路中的活性材料，因为它们在最终单层极限下与光强烈相互作用4。在这里，我们实现了Tamm-plasmon-polariton结构，并研究了WSe 2单层的耦合，托管高度稳定的激子5。激子-极化子形成在室温下表现在光致发光中研究的特征能量-动量色散关系中，其特征在于激子和光子模式之间的反交叉，拉比分裂为23.5 meV。在环境条件下在具有原子单层的等离子体结构中创建极化激元准粒子是迈向紧凑的高度非线性集成光子和极化激元电路的关键一步6，7。
2016-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Determination of the Surface Plasmons Polaritons extraction efficiency from a self-assembled plasmonic crystal
我们实验测量和分析描述的荧光增强通过沉积到金等离子体晶体，通过金沉积在自组装蛋白石上获得的宏观尺寸的二维光栅的CdSe/CdS纳米晶体。我们发现纳米晶体近场耦合到金表面等离子体激元（SPP），然后光栅诱导SPP再发射到远场的证据。我们开发了一个理论框架和一个原始的方法，以评估，从光致发光实验，光栅的SPP提取效率。
2013-11-10 physics.optics
Exciton-plasmon Coupling and Electromagnetically Induced Transparency in Monolayer Semiconductors Hybridized with Ag Nanoparticles
激子与金属纳米粒子支持的局域表面等离子体激元强耦合的混合系统定义了一种控制光-物质相互作用的新方法。在这里，我们报告激子-等离子体激元耦合在二维（2D）半导体，如二硫化钼和WS 2，与银纳米粒子杂交。突出的光致发光增强在单层二硫化钼观察与局域表面等离子体共振（LSPR）调谐到激子共振。通过调节激发能，解决了近场增强和Purcell效应引起的辐射发射率增强的贡献。共振条件下激子与LSPR之间的强相干偶极-偶极耦合在局域表面等离子体激元的消光谱中表现为电磁诱导的透明窗口。在这种强耦合状态下，一种新的准粒子，称为plexciton，预计将表现出独特的性质，这在原始粒子中都不存在。我们的研究结果表明，与等离子体结构杂化的二维半导体不仅在能量收集和发光器件的应用中具有很大的前景，而且还为强耦合机制中激子-等离子体相互作用的基础研究提供了一个有吸引力的平台。
2016-01-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
An antisymmetric plasmon resonance in coupled gold nanoparticles as a sensitive tool for detection of local index of refraction
一个nanofabricated耦合金纳米柱的规则阵列被用来检测不同液体的折射率使用的反对称等离子体共振峰的反射光谱中观察到的移位。峰值光谱的位置被发现是一个独特的功能的当地折射率为一个广泛的指数。我们讨论了所制造的纳米结构阵列在生物和化学传感器中的可能应用。
2006-03-31 physics.optics
Femtosecond nonlinear ultrasonics in gold probed with ultrashort surface plasmons
由超快时间尺度上的晶格振动引起的基本相互作用对于现代纳米科学和技术变得越来越重要。在太赫兹频率范围内和整个布里渊区的声学声子的物理性质的实验访问是至关重要的理解电和热传输固体及其化合物。在这里，我们报告的产生和非线性传播的巨型（1%）声应变脉冲的混合金/钴双层结构探测超快表面等离子体干涉。这种新技术允许任意超快声学瞬态的明确表征。在晶体金层中传播距离为100 nm之后，巨大的声脉冲已经经历了实质性的非线性整形。与Korteveg-de Vries模型的良好一致性表明，未来在室温下金属中纳米尺度的定量非线性飞秒太赫兹超声。
2012-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Tuning the Optical Properties of an MoSe$_2$ Monolayer Using Nanoscale Plasmonic Antennas
纳米等离子体激元系统与光学活性二维材料相结合，提供了有趣的机会，探索和控制极端的亚波长尺度接近激子玻尔半径的光-物质相互作用。在这里，我们提出了一个MoSe $_2$单层和个人光刻定义的金偶极子纳米天线具有子10 nm的饲料间隙之间的光-物质相互作用的室温和低温调查。通过逐步调谐纳米天线的大小，它们的偶极共振相对于近端MoSe $_2$单层中的A-激子跃迁进行调谐，从而实现$\sim 130\;\mathrm{meV}$的总调谐。对$> 100$结构进行的差分反射率测量揭示了激子和偶极模式之间的明显避免的交叉和激子-等离子体激元耦合常数$g= 55\;\mathrm{meV}$，表示跃迁能量的$g/(\hbarω_X)\geq3\%$。这使得我们的混合系统处于中间耦合状态，其中光谱表现出典型的Fano形状，表明明显的光物质耦合和显着的阻尼之间的相互作用。我们还展示了通过改变激发光的偏振来可编程地抑制偶极模式的耦合的光学响应的主动控制。我们进一步研究了出现的光学签名的单分子层定位在偶极纳米天线在$10\;\mathrm{K}$。我们的发现代表了实现基于2D材料的非线性光子器件的关键一步，具有低能量和超快性能的潜力。
2022-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Plasmon enhanced optical tweezers with gold-coated black silicon
等离子体光镊是一种普遍存在的工具，用于在低光子通量下精确操纵纳米颗粒和生物分子，而飞秒激光光镊可以探测被捕获物质的非线性光学性质，并应用于生物诊断。为了在实际应用中采用等离子体光镊，必须在不影响捕获效率的情况下开发大规模的制造工艺。在这里，我们开发了一种新的平台，连续波（CW）和飞秒等离子体光镊，基于镀金的黑硅。与传统的光刻方法相比，该制造方法依赖于简单的、单步的、无掩模的桌面激光处理水中的硅，这有利于可扩展性。镀金黑硅支持可重复的捕获效率，可与迄今为止报道的最高效率相媲美。从更基本的方面来看，等离子体激元介导的效率增强是共振效应，并且因此取决于捕获光束的波长。令人惊讶的是，等离子体增强的捕获效率的波长表征已经回避了文献。在这里，我们利用记录的捕获效率的可重复性，提供的镀金的黑硅平台，并执行的捕获过程的波长相关的表征，揭示了共振特性的捕获效率最大值。镀金黑硅是一个有前途的大规模并行捕获应用平台，将扩大纳米工程，生物学和集体生物光子效应研究中的光学操纵范围。
2016-06-27 physics.optics
Plasmon-polariton induced modification of silicon nanocrystals photoluminescence in presence of gold nanostripes
我们报告的结果的理论和实验研究的硅纳米晶体的光致发光在不同类型的等离子体激元模式附近。在我们的样品中，等离子体激元模式的类型由一维金光栅的填充率决定，该金光栅覆盖在石英衬底上的具有硅纳米晶体的薄膜上。我们分析了硅纳米晶体的消光和光致发光光谱，并表明发射的光耦合到相应的等离子体模式。我们还证明了消光和光致发光光谱的修改下，从表面等离子体激元的波导等离子体激元的过渡与金填充比从1到0.35的减少。最后，我们分析了单个硅纳米晶体的整体光致发光强度的贡献。我们的结论是，硅纳米晶体系综可以分为光学明亮和光学黑暗的纳米晶体。实验消光和光致发光光谱与理论计算进行的傅立叶模态方法在散射矩阵的形式。
2017-06-28 physics.optics
Metal-coated microsphere monolayers as surface plasmon resonance sensors operating in both transmission and reflection modes
National Institute for Research and Development of Isotopic and Molecular Technologies（同位素和分子技术研究发展中心）；Institute for Interdisciplinary Research in Bio-Nano-Sciences, Babes-Bolyai University（巴比什-博约伊大学生物纳米科学交叉研究所）
本文提出银涂层聚苯乙烯微球单层作为表面等离子共振传感器，可在透射和反射模式下工作，通过使用200nm微球揭示了增强光学透射带，反射模式比透射模式更高效，实验验证了吸附物位置对传感效率的影响。
2026-03-27 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Manipulating Coherent Light Matter Interaction: Continuous Transition between Strong Coupling and Weak Coupling in MoS2 Monolayer Coupled with Plasmonic Nanocavities
超紧凑纳米腔中的表面等离子体激元与二维材料中激子之间的强相互作用，因其有望实现室温下的极化激元器件而引起了人们的广泛兴趣。在这里，我们提出了一个连续的过渡，从弱耦合到强耦合激子之间的二硫化钼单层和高度本地化的等离子体超紧凑的纳米天线。纳米天线由位于金膜上的银纳米立方体组装而成，并由介电间隔层隔开。我们观察到的光致发光增强1570倍，在弱耦合制度的混合纳米腔厚的间隔层。通过减小间隔层的厚度，激子和等离子体激元之间的相互作用被直接促进到强耦合区。在室温下观察到了极化激元的形成，其拉比分裂高达190 meV，这是二维材料中报道的最大的等离子体激元-激子拉比分裂。数值计算量化了耦合强度、局域态密度和间隔层厚度之间的关系，揭示了纳米腔中弱耦合和强耦合的转变。研究结果为等离子体激元-激子相互作用系统的设计提供了指导。
2019-08-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmonic Gold Helices for the visible range fabricated by oxygen plasma purification of electron beam induced deposits
电子束诱导沉积（EBID）目前提供了唯一的直接写入技术，真正的三维纳米结构的几何特征低于50纳米。不幸的是，从金属有机前体的沉积物遭受大量的碳含量。这阻碍了许多应用，特别是在几何表面的金属性质是强制性的等离子体中。为了克服这个问题，研究了在室温下用氧等离子体进行沉积后处理以纯化含金EBID结构。在等离子体处理后，结构经历约18 nm的直径收缩，但完全保持其初始形状。所提出的纯化步骤产生核-壳结构，其中核主要由未受影响的EBID材料组成，并且金壳的厚度为约20 nm。这些纯化的结构在可见光波长范围内是等离子体激元活性的，如螺旋纳米结构上的暗场光学显微镜所示。最值得注意的是，相应散射光谱的电磁建模验证了所得金壳的厚度和质量确保了与纯金纳米结构相等的光学响应。
2016-06-23 physics.optics
Study of plasmon resonance in a gold nanorod with an LC circuit model
金纳米棒由于其可调谐的纵向等离子体共振而引起了人们极大的研究兴趣。然而，在对这种影响的理解方面几乎没有取得进展。一个主要的原因是，除了金属球和椭球体，光与纳米粒子之间的相互作用一般是不溶性的。本文提出了一种新的方案来研究金纳米棒的等离子体共振，其中纳米棒被建模为具有电感和电容的LC电路。得到的谐振波长不仅取决于纵横比，但也棒半径，表明自感和线性标度的击穿的重要性。此外，光的散射和吸收的截面已推导出解析，产生一个洛伦兹线形状的消光光谱。这一结果为我们对这一现象提供了新的见解。
2009-03-21 physics.optics
Waveguiding and Plasmon Resonances in Two-Dimensional Photonic Lattices of Gold and Silver Nanowires
我们报道了高光学质量的平行金和银纳米线的三角形晶格的制造，直径低至500 nm，长径比高达100，000。纳米线由二氧化硅玻璃基质支撑并围绕中心固体玻璃芯设置，即，丢失的纳米线这些厘米长的结构使得在纳米线阵列中捕获光并表征在特定光学频率下形成的等离子体共振成为可能。这种纳米线阵列具有许多潜在的应用，例如，to imaging成像on the sub-子wavelength波长scale规模.
2007-11-28 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
Mono-crystalline Gold Platelets: A High Quality Platform for Surface Plasmon Polaritons
我们使用具有超光滑表面和优异等离子体特性的单晶金片，用散射型扫描近场显微镜（s-SNOM）在521 nm和633 nm处研究表面等离子体激元（SPP）引起的干涉图案的形成。通过应用傅立叶分析方法，我们可以识别和分离几个信号通道相关的SPP发射和散射的AFM针尖和边缘的血小板。特别是在633 nm的激发波长下，我们可以分离出血小板中心的一个区域，在该区域中，我们只发现由尖端发射并在边缘反射的SPP的贡献。这些签名用于确定与理论预测良好一致的$λ_{SPP}=606$ nm的SPP波长。此外，我们仍然能够在20~ $\upmu$ m传播后测量SPP信号，这令人印象深刻地证明了这些单晶金片晶的优异等离子体质量。
2019-12-12 physics.optics
Plasmonic-enhanced photoluminescence in porous silicon with pore-embedded gold nanoparticles fabricated by direct reduction of chloroauric acid
本研究通过在多孔硅光子结构内直接还原氯金酸合成金纳米颗粒，利用等离子体近场增强实现了多孔硅光致发光六倍提升，主要贡献在于解决了金纳米颗粒尺寸和位置控制难题，并展示了其在发光器件和传感器中的应用潜力。
2023-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Strong coupling between WS$_2$ monolayer excitons and a hybrid plasmon polariton at room temperature
本研究在室温下探讨了 WS$_2$ 单层激子与混合等离激元极化子的相互作用，通过调节纳米光栅深度实现了强耦合，并强调了设计复合结构时需同时考虑等离激元近场增强与阻尼。
2023-09-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmons in ultra-thin gold slabs with quantum spill-out: Fourier modal method, perturbative approach, and analytical model
利用傅里叶模态方法（FMM）数值研究了量子溢出（QSO）对超薄金属板等离子体激元模指数的影响。为了提高FMM结果的收敛性，提出并采用了一种新的非线性坐标变换。此外，我们提出了一个微扰的方法，将类星体的影响上的等离子体振子模式的指数，这与完整的数值结果非常吻合。微扰的方法还提供了额外的物理见解，并用于导出的模式指数使用一个简单的模型的介电函数的解析表达式。的解析表达式再现的结果从数值上具有挑战性的溢出问题少得多的努力，并可用于了解类星体对其他等离子体结构的影响。
2019-10-21 physics.optics
Comment on ``Enhanced transmission of light through a gold film due to excitation of standing surface-plasmon Bloch waves"
本文的目的是首先纠正一个误解所发挥的作用，复合波衍射表面波产生亚波长结构和第二指出，周期性布洛赫结构是不必要的有效生产的表面等离子体极化激元（SPP）作为行波或驻波的导模。引导表面波起源于垂直入射下照明的简单狭缝或凹槽边缘，并且容易实现来自这些驻波的一维（1-D）表面腔。
2007-04-27 physics.optics
Hybridization of Graphene-Gold Plasmons for Active Control of Mid-Infrared Radiation
本文提出石墨烯等离激元与金局域等离激元杂化增强耦合效率，实现中红外超表面17%调制率与16 kHz开关速度，并展望热辐射范围强耦合应用。
2023-05-10 physics.app-ph physics.optics
Mechanism of hydrogen adsorption on gold nanoparticles and charge transfer probed by anisotropic surface plasmon resonance
通过在纳米颗粒中使用局部表面等离子体共振（LSPR），研究了氢在尺寸为10 nm量级的金纳米颗粒（NPs）上的吸附。通过在玻璃基板上倾斜角沉积获得的Au纳米颗粒形成的样品，由于依赖于光的偏振的两种不同的等离子体共振而显示出强烈的光学二向色性。这确保了使用透射各向异性光谱，一种灵敏的衍生光学技术，其允许在H吸附时测量小至0.02 nm的LSPR位移，这是常规等离子体方法无法获得的。测得的信号与纳米颗粒的面积成比例，这表明H原子在其小平面上扩散。从Au到H的负电荷转移被清楚地证明
2018-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Molecular stochastic process on gold surface observed in broadband-infrared, background-suppressed, sum frequency generation spectroscopy: picosecond heat transfer to self-assembled monolayers
利用泵浦-探测、宽带红外、背景抑制和振动和频产生光谱研究了十八烷基硫醇在金表面自组装单层膜的皮秒热响应。从末端甲基C-H伸缩振动的强度动力学，其特征在于响应于闪热的取向波动。强度下降（5.7 +/- 1.3 ps）的不对称模式表明，在多个轻物质相互作用的分子构象的随机过程。在二阶极化率的旋转项中加入扭转扩散，解释了实验表面温度增量比二面角激活能（~15 K）小两个数量级的原因。
2014-05-26 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.optics
Dynamical Tuning of Energy Transfer Efficiency on a Graphene Monolayer
在这篇文章中，我们提出了一个理论研究的自发发射和能量转移率的量子系统放置在一个单层的导电石墨烯。量子系统和石墨烯的表面等离子体激元极化激元之间的强耦合和弱耦合的条件被确定，随后，我们专注于弱耦合制度。然后，我们计算了石墨烯上的表面等离子体激元模式的色散关系，并通过改变化学势，显示出其共振频率的良好控制。利用格林张量理论，我们计算了放置在石墨烯单层附近的量子系统的自发发射和能量转移率。一个单一的量子系统的自发发射率提高了几个数量级接近的石墨烯单层，我们表明，这种增强是由于几乎完全激发的表面等离子体模式。当考虑两个量子系统之间的能量转移率时，我们发现接近石墨烯单层的几个数量级的类似增强。当供体和受体彼此接近时，它们之间的直接相互作用占主导地位，但由于石墨烯单层的存在，其自由空间行为被修改。随着供体-受体分离的增加，它们的直接相互作用被经由表面等离子体激元模式的相互作用所掩盖。由于石墨烯上的表面等离子体模式的大传播长度-数百纳米-这种能量转移速率的增强保持了沿着石墨烯单层的大供体-受体分离。
2014-12-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
