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
Shape-dependent oriented trapping and scaffolding of plasmonic nanoparticles by topological defects for self-assembly of colloidal dimers in liquid crystals
我们展示了支架的等离子体纳米粒子的拓扑缺陷诱导的胶体微球，以匹配其表面边界条件与均匀的远场排列在液晶主机。取代能量昂贵的液晶区域的减少的顺序，各向异性纳米颗粒具有凹或凸的形状不仅稳定地定位在缺陷，而且相对于微球表面自取向。使用激光镊子，我们操纵随之而来的纳米粒子-微球胶体二聚体，探测弹性结合的强度，并展示自组装的层次胶体超结构，如链和阵列。
2016-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.optics
Adiabatic following of terahertz surface plasmon-polaritons based on tri-layered corrugated thin film coupler
本文利用耦合模理论（CMT）模拟了太赫兹波段三层波纹薄膜（CTF）结构耦合器之间的表面等离子体激元（SPP）耦合。利用受激绝热通道（STIRAP）量子控制技术，提出了一种基于弯曲结构三层CTF中表面等离子体粒子演化的新型定向耦合器。计算结果表明，SPPs可以从输入端完全转移到输出端，即使考虑SPPs的传输损耗，转移率仍在70%以上。我们的耦合器的性能也是鲁棒的，它是不敏感的设备的几何形状和SPP的波长。因此，我们的器件可以容忍制造过程中产生的缺陷，并在宽带上操纵太赫兹波。
2019-01-24 physics.optics
Propagation of the surface plasmon polaritons through gradient index and periodic structures
本文研究了表面电磁波在金属表面上的传播。我们表明，强烈的辐射损耗典型的表面波散射时，可以大大抑制单一的介电步骤被取代的梯度折射率或周期性的层状结构。
2010-04-01 physics.optics
Possible realization of hyperbolic plasmons in a few-layered rhenium disulfide
本研究探讨了少层二硫化铼的面内各向异性，证明其可在紫外频段天然支持双曲等离激元，且工作频率可通过层数调谐，为光电子学应用提供新可能。
2023-01-16 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Sub-Wavelength Plasmon Polaritons Channeling of Whispering Gallery Modes of Fluorescent Silica Microresonator
在这里，我们报告的亚波长传播和定向耦合的回音壁模式（WGM）的荧光二氧化硅微球谐振器介导的等离子体激元在单晶银纳米线。从纳米线末端发射的荧光光谱特征证实了WGM通过纳米线等离子体激元的有效引导。通过采用傅立叶平面光学显微镜，我们揭示和量化的WGM从纳米线的两端的定向荧光发射。考虑到所讨论的几何形状是从溶液相自组装的，我们的结果将在基于WGM的软光子平台中找到相关性，包括小型化的光学谐振器和耦合器。
2021-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.app-ph
On the surface plasmonic waves excited by a dipole above anisotropic and spatially dispersive two-dimensional surfaces of infinite extent in planarly layered media
本研究针对平面层状介质中各向异性空间色散二维表面的表面等离子体波计算难题，提出结合奇异性处理的高效数值积分方法，推导相关格林函数与等频轮廓方程，验证了近零介电常数衬底可增强石墨烯光物质相互作用，为二维材料等的计算分析提供方法支撑。
2022-03-05 physics.comp-ph physics.optics
Probing the bulk plasmon continuum of layered materials through electron energy loss spectroscopy in a reflection geometry
已知2D导电平面的周期性布置具有（体）等离子体激元色散，该等离子体激元色散在3D金属的典型的带隙行为与作为平面外波矢量的函数的无隙声学状态之间插值。半无限系统-与反射几何中的电子能量损失谱（EELS）相关的配置，如在高分辨率EELS（HREELS）中-已知其具有停止在截止波矢以下传播的表面等离子体。由于f-和规则需要一个有限的响应是否存在尖锐的激发，我们证明了什么留在表面损失函数-材料响应探测HREELS -是从（散装）等离子体激元的无限系统的贡献。特别是，我们提供了一个一对一的映射之间的等离子体激元连续体和表面损失函数中的光谱权重。根据这一结果，我们建议HREELS被认为是一个长波长的探针的等离子体连续层材料。
2022-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A bandgap phenomenon in non-periodic plasmonic waveguides
介绍了层状绝缘体-金属-绝缘体等离子体波导中奇、偶等离子体模低损耗谱窗之间的色散带隙开放现象。从一个三层等离子体色散关系开始，我们解释和数值证实了等离子体带隙的存在，并在一个非常宽的光谱范围内从紫外到远红外研究其性质。所观察到的带隙开口的性质解释在波导中的等离子体激元模式的有效介电常数的近零值。等离子体激元带隙谱的调整与等离子体激元波导的结构修改证明。作为一个应用实例，我们说明了一个新的概念，表面等离子体激元和自由空间激发波之间的耦合控制，通过采用锥形非绝热绝缘体-金属-绝缘体波导。
2015-11-25 physics.optics
Hyperbolic spoof plasmons in layered equivalent graphene metasurfaces
石墨烯等离子体的进步为设计和制造各种纳米电子器件和其他令人兴奋的光学器件提供了许多机会。但是，由于材料性能的限制，其工作频率不能下降到微波范围。在这项工作中，微波等效石墨烯的新概念的基础上的单层等离子体超颖表面的提出和证明。基于这一概念，理论上可以通过周期性地堆叠等效石墨烯超颖表面来获得椭圆和双曲色散。作为概念和方法的证明，设计并数值演示了椭圆形和全金属双曲超材料。作为该方法的具体实现，制备了一种实用的双曲型超材料，并通过定向传输和光子自旋霍尔效应验证了该方法的有效性。此外，为了研究该方法在极端参数条件下的有效性，设计并制作了一个概念验证超透镜，其近场分辨率为0.05 $λ$的实验验证。基于所提出的概念，不同的光学石墨烯超材料，如调焦镜，色散相关的定向耦合器，和ε近零材料也可以在微波区实现。
2020-06-12 physics.app-ph physics.optics
Q-factor and absorption enhancement for plasmonic anisotropic nanoparticles
我们研究了各向异性金属-电介质核壳纳米粒子的散射和吸收特性。结果表明，径向各向异性介质层可以加速局域共振表面模的倏逝衰减，导致Q因子和吸收率的提高。此外，吸收截面可以被最大化以达到单共振吸收极限。我们进一步表明，这样的人工各向异性包覆材料可以实现各向同性层状结构，这可能会激发许多应用的基础上散射和吸收的等离子体纳米粒子。
2016-06-15 physics.optics
Non-local effects in effective medium response of nano-layered meta-materials
我们分析了多层纳米复合材料中的电磁模式，并证明了大多数现实分层结构的响应受到来自整个系统的强场振荡的非局部效应的强烈影响，并且不由传统的有效介质理论描述。我们发展了相关现象的分析描述，并证实了我们的结果与麦克斯韦方程组的数值解。最后，我们使用开发的形式主义，以证明多层等离子体纳米结构支持高指数体积模式，仅限于深亚波长区域，在纳米级光管理中打开了广泛的应用。
2007-04-18 physics.optics
Control of the surface plasmon dispersion and Purcell effect at the metamaterial-dielectric interface
研究了在金属-介质结构中使用超材料作为减轻金属吸收对Purcell效应的负面影响的方法。层状金属-介质结构在长波长范围内被视为各向异性介质。出现在这样的结构和不同的介电材料之间的边界处的表面等离子体激元的色散，以及在局部态密度的峰值的位置进行了研究的各种组合的材料和填充因子的周期性结构。Purcell因子的计算频率依赖性表明，与传统的等离子体结构相比，峰值增加。
2020-03-13 physics.optics
Epsilon-Near-Zero behavior from plasmonic Dirac point: theory and realization using two-dimensional materials
嵌入在介电基质的周期性阵列中的二维金属的电磁响应可以引起模拟ε近零（ENZ）行为的等离子体狄拉克点。这一理论结果对电介质的周期性和厚度缺陷等结构特征极为敏感。我们提出，这样的器件实际上可以通过使用石墨烯作为2D金属和层状半导体过渡金属二硫属化物或六方氮化硼等材料作为电介质主体来实现。我们提出了一个系统的方法，在设计特性方面，用于构建具有线性，椭圆和双曲色散关系的超材料，产生ENZ行为，正常或负衍射。
2016-10-11 physics.optics
Full quantitative near-field characterization of strongly coupled exciton-plasmon polaritons in thin-layered WSe2 on a monocrystalline gold platelet
利用近场光学显微镜定量表征了单晶金微片上薄层WSe2中强耦合激子-等离激元极化激元的色散，提取了Rabi分裂和极化激元损耗，首次测量了可见光波段的传播长度，并用传输矩阵方法验证了近场测量对复值波矢的预测能力。
2024-03-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Terahertz topological plasmon polaritons for robust temperature sensing
首次从理论上研究了拓扑等离子体激元在温度传感中的应用。基于Su-Schrieffer-Heeger模型中拓扑边缘态的类比，在一维本征锑化铟（InSb）微球链中实现了TPP.通过分析光子能带结构的拓扑结构和本征模分布，证明了TPP的存在。通过利用InSb在太赫兹范围内的介电常数的温度依赖性，TPPs的谐振频率可以在很大程度上由温度调谐。此外，它示出的TPP谐振频率的温度灵敏度可以高达$0.0264~\mathrm{THz/K}$在室温下，导致超过150的品质因数。通过计算链附近的LDOS，我们进一步证明了TPPs的温度敏感性是通过近场探测技术实验检测。这种灵敏度是稳健的，因为TPP是高度保护的模式，对无序免疫，并且可以实现对辐射的强限制。我们设想这些TPPs可以用作有前途的候选人，用于强大和增强的温度传感。
2019-11-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
AFLOW-EMERALD: ElectroMagnetic modes EngineeRing in Advanced LayereD materials
Università di Modena e Reggio Emilia（摩德纳-雷焦艾米利亚大学）；Duke University（杜克大学）；CNR-NANO Istituto Nanoscienze, Centro S3（国家纳米科学研究所纳米技术部S3中心）
AFLOW-EMERALD是一款开源模块化电磁计算框架，可模拟层状材料电磁波传播，适用于材料-几何耦合工程，为相关光子学等材料设计提供实用平台。
2026-08-07 physics.comp-ph physics.optics
Direct Observation of Valley-polarized Topological Edge States in Designer Surface Plasmon Crystals
对二维层状材料的广泛研究表明，谷作为动量空间中的能量极值，可以为信息的传输提供新的自由度。基于这一概念，研究人员预测了谷-霍尔拓扑绝缘体，它可以支持非平凡畴壁处的谷极化边缘态。近年来，人们提出了几种光子晶体或声波晶体作为谷霍尔拓扑绝缘体的经典对应物。然而，在光子晶体中直接观察谷偏振边缘态的实验至今仍很困难。在这里，我们展示了一个设计师的表面等离子体晶体包括金属图案沉积在介电基板上，它可以成为一个山谷霍尔光子拓扑绝缘体，通过利用镜像对称性破缺机制。拓扑边缘状态与谷依赖运输直接可视化的微波政权。通过空间傅里叶变换，证实了所观察到的边缘态是完全谷偏振的。拓扑保护的边缘状态在尖角也实验证明。
2017-09-19 physics.optics
Layered Bimetal Nanoporous Platforms for SERS Sensing
Zhejiang University（浙江大学）；Istituto Italiano di Tecnologia（意大利理工大学）；Università degli Studi di Milano-Bicocca（米兰比可卡大学）；University of Rome Tor Vergata（罗马托尔维加塔大学）；China Jiliang University（中国计量大学）；Zhejiang University of Technology（浙江工业大学）；Università della Calabria（卡拉布里亚大学）；Politecnico di Milano（米兰理工大学）；Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia（摩德纳和雷焦艾米利亚大学）；Rice University（莱斯大学）；Umeå University（于默奥大学）
本文提出了一种分层双金属纳米多孔平台，通过干法合成方法实现不同金属（如Au、Ag和Cu）的可控制备，用于SERS传感应用，展示了其在表面增强拉曼散射中的潜力。
2025-10-21 physics.app-ph physics.optics
Infrared Plasmons Propagate through a Hyperbolic Nodal Metal
金属是红外和光学波长的典型等离子体介质，允许人们在纳米尺度上引导和操纵光。一种特殊形式的光波导是由高度各向异性的晶体提供的，这些晶体沿正交方向显示出相反的介电函数符号。这些介质被归类为双曲线，包括晶体绝缘体，半导体和人工超材料。层状各向异性金属也预期支持双曲波导。然而，这种行为仍然难以捉摸，主要是因为带间损耗阻止了红外模式的传播。在这里，我们报告在一个典型的层状半金属ZrSiSe双曲波传播的观察。所观察到的波导起源于近红外线和等离子体线之间的极化激元杂化。独特的节点电子结构同时抑制带间损耗并增强等离子体响应，最终使红外模式能够通过晶体的主体传播。
2022-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Hyperbolic Metamaterials and Coupled Surface Plasmon Polaritons: comparative analysis
本文采用Kronig Penney（KP）模型研究了亚波长金属/介质层状结构（又称双曲型超材料）的光学特性。我们发现，双曲Issues表面存在的所有组合层的折射率和厚度，和最大的Purcell增强（PE）的自发辐射实现远离名义上的双曲区域。通过对金属/介质波导中的Hsps和表面等离子体激元（SPPs）导模的场分布、色散曲线和Purcell因子（PF）的详细比较，表明Hsps是弱耦合的间隙或平板SPPs模。宽带PE并不特定于阻碍，并且可以在单个薄金属层中容易地获得。此外，大的波矢和PE总是与高损耗、短的传播距离和大的阻抗相结合;因此，HPLC-PE本质上是能量直接耦合到金属中的自由电子运动中，或辐射寿命的猝灭。PE在Hyndrome是不相关的双曲性本身，但仅仅是在金属或极性介质中的介电常数的强色散的结果，因为我们的结论是相关的也发生在自然界中的红外Hyndrome。当涉及到辐射过程和场浓度的增强时，阻碍并不比更简单的等离子体结构优越。
2016-09-08 physics.optics
Ultrasensitive surface plasmon resonance-based biosensor for efficient detection of SARS-CoV-2 Virus in the near-infrared region
Birla Institute of Technology and Science Pilani（比拉理工学院皮拉尼分校）
本文提出一种基于Al/Au/MgF2/MoS2多层结构的近红外SPR生物传感器，通过数值仿真实现372°/RIU的高灵敏度，可用于高效检测SARS-CoV-2病毒。
2025-11-10 physics.optics
Poloidal and toroidal plasmons and fields of multilayer nanorings
复合和janus型金属介电纳米粒子越来越多地被认为是在各种应用中控制电磁场的空间和时间行为的手段，例如耦合到量子发射器，实现隐形斗篷，以及获得量子比特之间的量子关联。我们研究了环形纳米结构的表面模式，得到了任意层纳米环的正则等离子体色散关系和共振模式。与其他几何结构中的粒子等离子体激元本征模不同，环面本征模的振幅表现出明显的前向和后向耦合。在准静态极限下，我们给出了几种相关环形结构的等离子体激元色散关系，并得到了单环的主要延迟色散关系以供比较，讨论了模式互补和杂交，并引入了两种新的环形粒子形式的janus纳米环。提供了由等离子体激元支撑材料（例如金、银和铝）组成的环的前几个主导模式的谐振频率，并将其与硅环的谐振频率进行比较。一个广义的格林函数得到的多层环面允许计算相互作用场的散射响应。采用格林函数，标量电势分布对应的个别极向和环形模式响应于任意极化的外场和场的电子。结果被应用于获得的局域态密度和附近的中心的环面偶极子的衰减率。
2017-03-31 physics.optics
Tunable plasmons in large area WTe2 thin films
在石墨烯中观察到的电调谐和高度受限的等离子体激元激发了对其他二维材料中等离子体激元有趣性质的探索。最近，双曲等离子体共振模式被观察到剥离WTe 2膜，II型Weyl半金属与层状结构，提供了一个平台，为组装等离子体与双曲性和奇异的拓扑性质。然而，等离子体激元模式只能在相对较厚和小面积的薄膜中观察到，这限制了等离子体激元的可调谐性和应用。在这里，大面积（~ cm）WTe 2薄膜具有不同的厚度生长的化学气相沉积方法，其中等离子体共振模式观察到不同的厚度下至约8 nm的薄膜。等离子体激元和表面的极性声子的基板的杂交被揭示通过映射的等离子体激元色散。等离子体激元频率被证明是可调谐的，通过改变温度和薄膜厚度。我们的研究结果有利于开发一个可调和可扩展的WTe 2等离子体系统，揭示拓扑特性，并在传感，成像和光调制的各种应用。
2021-01-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Applying the resonant-state expansion to realistic materials with frequency dispersion
色散共振态展开，开发了一个精确的计算的共振态在开放的光学系统的频率色散，在这里应用到现实的材料，如金属纳米粒子和半导体微球。材料的介电常数是通过拟合测量的折射率和吸收率与广义德鲁德-洛伦兹模型包含在复频率平面中的极点的数量。每一个德鲁德或洛伦兹极点产生无限系列的共振态。此外，对于小的纳米颗粒，这些极中的每一个产生不同的表面等离子体激元模式。随着半径的增加，这些多个表面模式的演变跟踪从静电极限到显着的延迟和辐射的过渡。对半导体微球中的光学声子区进行处理，发现在半导体微球中存在一个分离共振态的剩余辐射带，考虑到半导体微球带隙附近的能量范围很小，通过洛仑兹极权重的反转描述了从吸收到增益的跃迁，从而导致激光共振态的形成.有趣的是，一系列的谐振状态从较低的频率侧朝向吸收极点收敛，将增益极点整形为从较高的频率侧接近极点的顺时针环路，与从低到高频率跨越并包含激光模式的系列分离。
2019-06-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Compound Guided Waves That Mix Characteristics of Surface-Plasmon-Polariton, Tamm, Dyakonov-Tamm, and Uller-Zenneck Waves
数值求解了电磁波在均匀各向同性（金属或电介质）材料层中的边值问题，该材料层夹在结构手性材料（SCM）和周期性多层各向同性电介质（PMLID）材料之间.如果夹层足够厚，则两个双材料界面彼此解耦，并且每个界面可以自身引导一个或多个电磁表面波（ESW）。根据形成界面的两种材料的组成，ESW可以分为表面等离子体激元极化（SPP）波、Tamm波、Dyakonov-Tamm波或Uller-Zenneck波。当夹层足够薄时，单个双材料界面的ESW合并形成复合导波（CGW）。CGW的电磁场的相速度、传播距离和空间分布不同于ESW。如果夹层足够薄，则CGW的能量分布在SCM和PMLID材料两者中。一些CGW要求夹层具有最小厚度。实际上，夹层的两个面之间的耦合受到夹层的厚度与该材料中的趋肤深度的比率以及由两个界面单独引导的ESW的场远离其相应的引导界面衰减的速率的影响。
2019-10-24 physics.optics
Van der Waals Nanoantennas on Gold as Hosts for Hybrid Mie-Plasmonic Resonances
本研究构建金上WS$_2$范德华纳米天线混合系统，实现米氏共振与等离激元模式杂化，获得高达20倍品质因子提升及超腔模式，显著增强电场与Purcell因子，为纳米光子学和传感提供新可能。
2023-05-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
A robust and efficient model for transmission of surface plasmon polaritons onto metal-insulator-metal apertures
提出了一个简单而精确的模型，用于有限金属-绝缘体-金属（MIM）波导中的表面等离子体激元（SPP）传输到孔径的侧面，并证明比现有的模型更准确。这是一样简单的使用磁电流密度在平面上的孔，其值是定义的SPP与任何数量的模式在波导中通过等效原理。然后，从等效电流密度和格林函数的卷积积分中提取孔径两侧产生的SPP。因此，该模型提供的SPP在MIM的孔的侧壁的透射系数准确和有效的，不仅为对称的MIM与一个单一的隔离层，但也为非对称的多层绝缘材料。结果是在很好的协议与FDTD方法得到的，并优于其他近似文献中提供了广泛的孔径宽度。
2022-10-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Stratified Graphene-Noble Metal Systems for Low-Loss Plasmonics Applications
我们提出了一种用于可调谐、低损耗等离子体共振的复合层状结构，该结构由涂覆有石墨烯的贵金属薄膜和支撑在六方氮化硼（hBN）衬底上组成。我们计算了这些结构的电子能量损失谱（EELS），并通过数值计算证明，通过添加石墨烯涂层和宽带隙hBN衬底，可以显着降低贵金属薄膜中的体等离子体激元损失，并增强表面耦合。具有三层石墨烯涂层和hBN基底的银膜展示了厚达34 nm的金属层的表面等离子体激元主导的光谱分布。一个连续的分数表达式的有效介电函数，基于一个镜面反射模型，其中包括边界相互作用，是用来系统地展示等离子体激元峰的可调谐性为各种配置。变化包括衬底、等离子体金属和每种材料的单独层厚度。EELS的中尺度计算是用各层介电函数作为有效介电函数计算的输入来进行的，从有效介电函数计算中直接确定损耗谱。
2013-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Metamaterials designed for enhanced ENZ properties]{Metamaterials designed for enhanced ENZ properties
我们检查分层的超材料结构组成的ε近零（ENZ）和介电材料的交替膜，并表明，对于这样的堆栈，它是可能的，以提高ENZ的折射，反射或吸收性能。所提出的结构利用来自几个界面、导模和等离子体激元激发的共振来实现所需的增强，并且它不是有效的介质。我们使用分析建模工具来显示不同的自由度如何影响堆栈的属性，并提出实验可行的参数，这样的结构。
2020-07-13 physics.optics
Coupled Plasmonic-Waveguide Resonance Geometry for Enhanced Infrared Absorption in Semiconductor Solar Cells
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；NanoPhoton - Center for Nanonphotonics（纳米光子学中心）
本文提出一种基于耦合等离子体波导共振（CPWR）的新型方法，用于在宽角度和谱范围内增强半导体太阳能电池的吸收，适用于TE和TM极化状态，通过简单沉积技术实现，可将硅层厚度从130至180微米减少到数微米，有效利用红外部分太阳光谱。
2026-03-22 physics.optics
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
Graphene Induced Large Shift of Surface Plasmon Resonances of Gold Films: Effective Medium Theory for Atomically Thin Materials
尽管成功地将石墨烯建模为通过剥离或化学气相沉积（CVD）合成的0.34 nm厚的光学膜，但石墨烯诱导的金膜的表面等离子体共振（SPR）的位移仍然存在争议。在这里，我们通过开发一种清洁的CVD石墨烯转移方法并将Maxwell-Garnet有效介质理论（EMT）扩展到2D材料来解决这一争议。获得了0.24的SPR位移，并且它与其中褶皱石墨烯被处理为3-nm石墨烯/空气层状复合物的2D EMT很好地一致，与原子力显微镜测量的平均粗糙度一致。由于2D EMT的各向异性内置边界条件与石墨烯的光学各向异性兼容，因此石墨烯可以被建模为厚于0.34 nm的膜而不改变其光学性质;然而，其实际粗糙度，即，有效厚度将显著改变其对强面外场的响应，导致更大的SPR偏移。
2019-04-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Hybrid surface waves in semi-infinite metal-dielectric lattices
我们调查表面波之间的边界处的半无限层状金属-电介质纳米结构切正常的层和半无限电介质。这种纳米结构的空间色散特性可以通过在不同的金属-电介质界面处的表面等离子体激元的耦合来显著地影响。因此，有效介质法一般不适用。结果表明，Dyakonov类表面波与混合偏振可以传播的角度范围大大扩大相比，传统的双折射材料。我们的数值模拟与玻璃接触的Ag-GaAs叠层显示出低到中等的损失的影响。
2012-04-23 physics.optics
Optical and thermal effects in the neighborhood of the spherical layered nanoparticle of the "metallic core -- J-aggregate shell'' structure
本文推导了金属核—J-聚集体壳纳米粒子的极化率关系，揭示其吸收、散射、加热和电场增强均呈现三个杂化等离激元-激子共振峰，并探讨了其在肿瘤光热治疗中的应用。
2024-01-17 cond-mat.soft physics.optics
Topological insulators are tunable waveguides for hyperbolic polaritons
层状拓扑绝缘体，例如Bi $_2$ Se $_3$，在THz频率范围内是光学双曲材料。这种材料具有深度亚衍射，高度定向的集体模式：双曲声子极化激元。在薄晶体中，这种模式的色散被分裂成离散的子带，并受到电子表面态的强烈影响。如果表面态被掺杂，则混合集体模式由声子-极化激元与表面等离子体激元的耦合产生。杂化的强度可以通过改变表面态的化学势的外部门来控制。等离子体-声子耦合的动量依赖性导致了古斯-汉兴效应的极化激元模拟。极化激元射线的方向性及其可调谐的古斯-汉欣位移可以通过太赫兹纳米成像观察到。
2015-09-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Scaling behavior of the degree of circular polarization of surface plasmon polariton
本研究揭示表面等离激元极化激元圆偏振度随有效折射率的幂律标度规律，推广至手性发射体耦合方向性，提出增强光-谷相互作用的手性光子平台，为手性纳米光子系统设计提供准则。
2024-02-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
The Role of Molecular Arrangement on the Dispersion in Strongly Coupled Metal-Organic Hybrid Structures
本文研究金/氟化锌酞菁双层中波矢依赖的光激发，揭示表面等离激元与单体、α相聚集体及β多晶型耦合形成的多个反交叉，并阐明氟化引起的分子排布和偶极密度变化对激子-等离激元耦合的调控作用。
2021-11-25 physics.optics
Hyperbolic Dispersion and Low-Frequency Plasmons in Electrides
National Key Laboratory of Shock Wave and Detonation Physics, Institute of Fluid Physics, China Academy of Engineering Physics（冲击波与爆轰物理国家重点实验室，流体物理研究所，中国工程物理研究院）；College of Physics, Sichuan University（四川大学物理学院）；HEDPS, Center for Applied Physics and Technology, and College of Engineering, Peking University（高能量密度物理研究室，应用物理与技术中心，工程学院，北京大学）
本研究发现非立方电荷物质因电荷局域化而成为自然双曲材料，具有低频等离子体和宽广的双曲窗口，改变了光子材料的设计策略。
2025-11-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.comp-ph
Quantum surface effects in strong coupling dynamics
纳米结构金属中的等离子体激元被广泛用于触发与量子光源的强光-物质相互作用。虽然这种量子发射体（QE）的非经典行为在这种情况下是很好理解的，但等离子体共振器中的量子和表面效应的作用通常被忽略。在这里，我们结合格林张量的方法与Feibelman $d$参数形式主义，从理论上探讨在金属介电层纳米结构的近端两级QE的弛豫动力学的量子表面效应的影响。在确定了电子溢出是胶状金属中量子效应的主要来源后，我们将研究重点放在钠上。我们的研究结果揭示了一个明确的分裂的发射光谱，已达到强耦合制度的指示，更重要的是，非马尔可夫松弛动力学的发射器。我们的研究结果表明，强烈的光-物质耦合不被抑制的非经典表面效应的出现在金属的光学响应。
2022-04-06 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
