Plasmon spectra of nanospheres under a tightly focused beam
研究了金、银纳米球在强聚焦光束照射下的远场截面的改变和近场增强。使用多极展开的方法，我们得到的散射问题的解析解，并提供洞察力的光学响应上的聚焦的影响。与米氏理论的大的差异被发现，特别是当纳米粒子支持四极或更高阶的共振。
2007-11-22 physics.chem-ph physics.optics
Quantum electrodynamics description of localized surface plasmons at a metal nanosphere
基于由电磁场、描述等离子体激元的振荡器和描述等离子体激元以外的激发的储层组成的微观模型，提出了金属纳米球中局域表面等离子体激元（LSP）的正则量子化方案.这个完全量子电动力学理论的本征模显示出一个光谱，包括辐射去极化和加宽，包括从准静态LSP模式的红移，随着颗粒尺寸的增加。这些光谱配置文件正确匹配与精确的经典电动力学（米氏理论）。本方案提供了在近场和远场区域中的每个等离子体激元的电场，从而证明了其在量子等离子体激元学和纳米光学领域中的实用性。
2021-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Experimental observation of plasmons in a graphene monolayer resting on a two-dimensional subwavelength silicon grating
我们通过实验证明了位于二维亚波长硅光栅上的连续石墨烯单层中的石墨烯-等离子体极化子激发。以自组装纳米球阵列为模板，采用纳米球光刻技术制作了亚波长硅光栅。测量的透射光谱说明了石墨烯等离子体激元的激发，这是进一步支持的数值模拟和等离子体能带图的理论预测。我们的光栅辅助耦合到石墨烯等离子体激元形成了一个重要的平台，石墨烯为基础的光电子应用。
2013-03-22 physics.optics
Surface scattering contribution to the plasmon width in embedded Ag nanospheres
纳米尺寸的金属颗粒表现出扩大的局域表面等离子体共振（LSPR）相比，其值由经典的米氏理论预测。使用我们的模型的LSPR依赖于非局部表面屏蔽和尺寸量化，我们定量地将所观察到的等离子体激元宽度的纳米粒子半径$R$和周围介质的介电常数$ε_m$。对于大于8 nm的Ag纳米球，仅在表面处发生的非局部动力学效应是重要的，并且在直径高达25 nm的情况下，主导了体散射机制。定性地，LSPR宽度与颗粒尺寸成反比，并且对宿主介质的介电常数具有非单调依赖性，对于Ag在$ε_m\approx2.5$处表现出最大值。我们计算的LSPR宽度与最近的实验数据进行了比较。
2014-09-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Multi-qubit quantum phase gates based on surface plasmons of a nanosphere
利用格林函数方法研究了纳米球表面等离子体激元与量子发射体系综相互作用产生的Dicke亚辐射和超辐射。基于这样的研究，我们提出了一个确定性多比特量子相位门的方案。作为一个例子，两个量子比特，三个量子比特，和四个量子比特的量子相位门进行了详细的设计和分析。现象由于在金属中的损失进行了讨论。这些现象的潜在应用量子信息处理的预期。
2015-02-11 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Plasmonic interaction between nanospheres
当金属（或等离子体）纳米球几乎接触时，在窄间隙区域中可以发生强的光集中。这一现象在纳米光子学、生物传感和光谱学方面具有潜在的应用。对等离子体球之间的强相互作用的理解是相当具有挑战性的。实际上，计算电磁场需要极高的计算成本。另外，经典的镜像电荷法对介质球系统是有效的，但对等离子体球系统却不适用，因为等离子体球具有负折射率。在这里，我们开发了新的分析和数值方法的等离子体球系统，通过澄清之间的连接转换光学和图像电荷的方法。我们推导出两个等离子体球有效的完全解析解。然后，我们开发了一个混合的数值计算方案所产生的任意数量的球体的场分布。我们的方法是高效和准确的，即使在几乎接触的情况下，是有效的等离子体球。
2017-06-25 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Nonlocal Response of Metallic Nanospheres Probed by Light, Electrons, and Atoms
最近的测量个别金属纳米球，不能解释与传统的经典电动力学的启发，我们从理论上研究金属纳米球在三个不同的设置：原子自发发射，电子能量损失谱，光散射的非局部响应的影响。这些构成了两个近场和一个远场测量，分别具有零维、一维和二维激发源。我们寻找最清晰的签名的流体动力压力波的纳米球。我们采用线性化的流体动力学模型和Mie-Lorenz理论适用于每种情况。非局部响应在所有三种配置中显示其标记，但对于两个近场测量，我们预测在远场测量中没有表现出的特别明显的非局部效应。与每一个多极阶相关联的不仅是一个蓝移的表面等离子体激元，而且是一个无限系列的体等离子体激元，在局部响应近似中没有对应物。我们发现，这些越来越蓝移的多极等离子体变得光谱更突出，在较短的探针到表面的分离和减少纳米球半径。对于选定的金属，我们预测流体动力学多极等离子体是可测量的单个纳米球。
2014-03-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Localized surface plasmons in a Weyl semimetal nanosphere
本文研究Weyl半金属亚波长纳米球的局域表面等离激元，通过准静态近似推导偶极与四极模式解析解，揭示轴矢项引发的非简并共振及横场激发新机制。
2025-09-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Diffuse Surface Scattering in the Plasmonic Resonances of Ultra-Low Electron Density Nanospheres
局域表面等离子体共振（LSPR）最近已被确定在极端稀释的电子系统中通过掺杂半导体量子点。在这里，我们调查的作用，不同的表面效应，即电子溢出和扩散表面散射，发挥这些超低电子密度纳米系统的光学性质。漫散射源于表面上微观尺度的缺陷或粗糙度。使用电磁理论，结合介电函数，包括量子尺寸效应，描述了这种机制，我们发现，LSPRs显示的振荡行为在位置和宽度为大颗粒和一个强大的蓝移能量和宽度增加较小的半径，与最近的实验结果一致的光掺杂ZnO纳米晶体。因此，我们表明，通常被忽视的过程中的扩散表面散射是一个更重要的机制，影响超低电子密度纳米粒子的等离子体特性比溢出效应。
2015-04-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Size-Dependence of the photothermal response of a single metal nanosphere
我们研究了单个球形金属纳米颗粒对连续波照明的热响应随其尺寸的变化。我们发现，颗粒温度随着颗粒尺寸的增加而非单调增加，这表明可以通过调节颗粒尺寸和照明波长来优化光热响应。我们还比较了金和银纳米颗粒的光热效应的尺寸效应，并发现有些令人惊讶的是，银纳米颗粒是更有效的热发生器，只有足够小的尺寸。这些结果主要对于诸如等离子体激元辅助光催化、光热癌症治疗等应用具有重要性，并为研究金属纳米球的热光非线性的尺寸依赖性迈出了第一步。
2019-07-02 physics.optics
Feasibility of using LSPR on the biased nanotip to realize the atomic-resolution near-field optical detection
提出了一种近场光学探测方法及其理论模型，该方法基于一个基于代数的结论：在局域表面等离子体共振（LSPR）区域，金属纳米球的消光系数是局域电子密度的倍半。十一光谱测试的金，银，铝纳米球被用来验证这个模型。对于金属纳米球，LSPR的频率和强度仅取决于局域电子密度。电子密度可以通过调节偏压来调节，因此偏压可以增强或抑制金属纳米球的LSPR频率。
2015-08-24 physics.optics
Metal nanoparticles in strongly confined beams: transmission, reflection and absorption
我们研究了紧聚焦光与金属纳米球表面等离子体激元共振的相互作用。特别是，我们计算的散射和吸收比，以及传输和反射系数。受我们以前在参考文献[1]中的工作的启发，我们讨论了金属纳米颗粒近似点状偶极辐射体的程度。我们发现，100 nm的银纳米球是非常接近这样的理想振荡器。我们的研究结果直接影响单纳米粒子光谱和显微镜以及等离子体。
2009-01-28 physics.optics
Strong-field physics with nanospheres
当强激光场与纳米尺度的靶相互作用时，强场物理会遇到等离子体近场增强和光的亚波长局域化。光电子能谱反映了相关的阿秒光学和电子响应，并编码了固体的碰撞和集体动力学。纳米球由于其特别简单的几何形状，是探索阿秒纳米物理的理想平台。这篇综述总结了过去十年的主要成果，旨在为学生和研究人员进入这一领域提供必要的垫脚石。
2021-09-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Tailoring the excitation of localized surface plasmon-polariton resonances by focusing radially-polarized beams
研究了聚焦径向偏振光与金属纳米球的相互作用。通过扩大电磁场的多极，我们获得洞察局部表面等离子体极化激元共振的激发在纳米粒子。我们发现，集中的径向偏振光束提供了更多的机会比一个聚焦的平面波或高斯光束调谐的近场和远场系统的响应。这些结果在纳米光学、光镊和光数据存储中有应用。
2009-01-05 physics.optics
Dirac plasmon polaritons and magnetic modes in topological-insulator nanoparticles
本文通过Mie理论发现拓扑绝缘体纳米球中存在高磁Purcell因子的磁模式，并揭示狄拉克等离激元极化激元显著增强量子发射体的跃迁，使Bi2Se3纳米球成为增强光-物质相互作用的优选材料。
2024-05-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
A Theoretical Investigation of Decay and Energy Transfer Rates and Efficiencies Near Gold Nanospheres
我们考虑了亚波长尺寸的Au纳米球对放置在这些纳米球附近的量子系统的衰变和能量转移速率的影响。我们发现，在这方面的贡献考虑的球的大小，辐射衰减率几乎没有受到影响的存在下的纳米球，而非辐射衰减率大大提高，由于能量转移从量子系统的纳米球，导致强猝灭的量子系统的发射。量子发射体的发射波长及其固有量子产率起着重要的作用，并且在研究它们对非辐射衰减速率的影响时，必须一起考虑两者的影响。从发射体到纳米球的能量转移过程具有复杂的距离依赖性，具有1/r^6区域，这是福斯特能量转移机制的特征，但也表现出其他距离依赖性区域。在存在Au纳米球的供体-受体对的情况下，供体强烈耦合到纳米球，充当增强的偶极子;供体-受体能量转移速率然后遵循Förster趋势，具有增加的Förster半径。供体和受体之间的能量转移效率的角度依赖性具有很强的偶极-偶极趋势的小球和偏离它为较大的球体，特别是当供体和受体是在球体的相对侧。供体发射，受体吸收和金纳米球消光的光谱重叠显示出一个有趣的趋势，即当供体发射和受体吸收最大值从Au纳米球消光光谱中的局部表面等离子体峰稍微红移时，获得最大的Förster半径，位于其和近场散射最大值之间。
2015-01-08 physics.optics
Size dependence of multipolar plasmon resonance frequencies and damping rates in simple metal spherical nanoparticles
多极等离子体激元振荡频率和相应的阻尼率形成的最简单的自由电子金属纳米球进行了研究。控制等离子体特征的可能性，通过选择的大小和介电特性的球周围进行了讨论。所研究的金属的光学性质内描述的Drude-Sommerfeld模型的介电函数与有效参数acounting的贡献的传导电子和带间跃迁。没有近似是在粒子的大小方面，等离子体的大小特性进行了严格的描述。我们对钠纳米液滴[1]的实验结果与偶极和四极等离子体激元的振荡频率尺寸依赖性进行了比较。
2008-04-14 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
Singular perturbations approach to localized surface-plasmon resonance: Nearly touching metal nanospheres
金属纳米结构的特征在于多个几何长度尺度支持低频表面等离子体模式，这使得强光定位和场增强成为可能。我们建议研究这样的配置使用奇异摄动方法，并证明这种方法的有效性，考虑在准静态限制，一对几乎接触的金属纳米球受到入射电磁波极化与沿球中心线的电场。我们没有尝试精确的解析解，而是通过匹配在重叠空间域中有效的相对简单的渐进展开来构造相关的（纵向）本征模。因此，我们到达一个有效的边界特征值问题的半空间表示的金属区域附近的间隙。与间隙场的耦合引起具有不同系数的混合型边界条件，而与粒子尺度场的耦合通过涉及配置的静电电容的积分本征值选择规则进入。通过求解约化问题，我们得到了精确的金属介电函数的谐振值的封闭形式的表达式。此外，连同能量的积分关系，后者的本征解也产生封闭形式的近似下的感应偶极矩和间隙场增强共振。我们证明了渐近公式和半数值计算之间的协议。该分析以渐进标度参数为基础，阐明了金属极化与几何限制如何实现强等离子体频率红移和共振时放大的近场。
2015-12-15 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Radiative and non-radiative local density of states on disordered plasmonic films
本文对无序等离子体激元薄膜的近场局域光态密度进行了数值计算。计算是基于积分体积法，考虑到偏振和延迟的影响，并允许我们区分辐射和非辐射的贡献的LDOS。在短距离下，LDOS由非辐射通道主导，表明偶极发射体的自发动力学变化是由与等离子体激元模式的非辐射耦合驱动的。辐射和非辐射LDOS的地图表现出强烈的波动，但具有实质上不同的空间分布。
2012-03-16 physics.optics
Optimisation and Precision Tuning of Localised Surface Plasmon Resonance in AuFON Systems
Universidad de Pamplona-Colombia（潘普洛纳大学）；Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro, Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) - Universidad Nacional de Cuyo (UNCUYO)（巴里洛切原子中心与巴尔塞罗研究所，国家原子能委员会（CNEA）- 昆卡约国立大学 (UNCUYO)）；Instituto de Nanociencia y Nanotecnología (INN-Bariloche), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET)（纳米科学与技术研究所（INN-巴里洛切），国家科学研究委员会（CONICET)）
本文通过实验和数值模拟优化了AuFON系统中局域表面等离子体共振，揭示了纳米结构尺寸和入射光条件对共振模式的影响，从而增强了分子检测中的光学信号。
2026-05-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmons in disordered nanoparticle chains: Localization and Transport
在偶极模型中研究了无序对金属纳米颗粒链中等离子体激元耦合的影响，考虑了两种类型的无序：颗粒形状的波动和位置的波动。在本征模和系统的输运行为中都发现了典型的局域化效应，并对局域化长度进行了估计。有人认为，链与故意引入的障碍构成有前途的系统，研究本地化效应的电磁波在光学频率下良好的可控和可操纵的条件下。
2011-02-14 physics.optics
Has the chemical contribution a secondary role in SERS?
本研究通过共振SERS实验发现，化学共振贡献与电磁机制协同作用决定SERS效率，修正了化学贡献仅起次要作用的观点，强调需深入理解两种机制以优化基底分析应用。
2023-01-06 cond-mat.other physics.optics
Influence of nanoparticle-graphene separation on the localized surface plasmon resonances of metal nanoparticles
我们发展了一个理论来模拟石墨烯衬底与金属纳米颗粒中局域等离子体共振的相互作用。石墨烯衬底上的表面等离子体共振的影响进行了描述，使用一个有效的背景介电常数，这是来自使用静电方法的赝粒子的概念。为此，研究了金属纳米颗粒与石墨烯片的相互作用，以获得沉积在石墨烯基底上的金纳米颗粒的光谱。然后，我们引入了一个基于偶极近似的因子来预测纳米颗粒和石墨烯的分离对纳米颗粒的局域等离子体共振的光谱位置的影响。我们将该理论应用于放置在1.5 nm石墨烯层附近的4 nm半径金纳米球。结果表明，当纳米颗粒远离石墨烯时，等离子体共振位置出现蓝移。
2015-12-02 physics.optics
Distance dependence of the local density of states in the near field of a disordered plasmonic film
我们测量了半连续金膜近场光子局域态密度的统计分布。通过改变测量平面和薄膜之间的距离，我们表明，近场限制模式的分布的宽度起着重要作用。数值模拟与实验结果吻合良好，使我们能够指出在短距离的非辐射衰变通道的影响。
2012-06-20 physics.optics
Sub-nanometer 3D morphometric precision of polarisation-resolved wide-field optical extinction microscopy determines the roundness of individual gold nanospheres
Cardiff University（卡迪夫大学）；Al-Furat Al-Awsat Technical University（阿尔富拉特阿尔奥萨特技术大学）
通过极化分辨宽场光学消光显微镜，实现了单个金纳米球的亚纳米级三维形态精度测量，精度优于5%，尺寸精确到0.1 nm。
2026-02-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Damping rates of surface plasmons for particles of size from nano- to micrometers; reduction of the nonradiative decay
用经典电动力学的工具，发现了半径达$1000nm$的金和银纳米球的多极局部表面等离子体（SP）的阻尼率。阻尼率的显着增加，然后是值得注意的减少较大的颗粒发生随着大量的红移的等离子体共振频率作为粒径的函数。我们还将界面阻尼引入到我们的建模中，这大大修改了较小颗粒的等离子体激元阻尼率。我们证明了在一定的尺寸范围内的多极SP阻尼率意想不到的减少。这种效应可以解释为非辐射衰变通道的抑制，这是由于失去了与辐射通道的竞争。我们表明，实验偶极子阻尼率[H。Baida等人，Nano Lett. 9（10）（2009）3463和C. Sönnichsen等人，物理修订版信函88（2002）077402]，并且可以在我们的模型中以一致和直接的方式描述所得的共振品质因数，该模型扩展到实验上仍然不可用的颗粒尺寸。
2012-11-20 physics.optics
Fano resonances and fluorescence enhancement of a dipole emitter near a plasmonic nanoshell
基于Lorenz-Mie理论，我们解析地研究了等离子体纳米壳层附近单个光偶极发射体的自发发射。我们发现，由于光发射体和球之间的耦合的荧光增强可以通过核壳纳米球的纵横比和量子发射体与其表面之间的距离来调节。特别是，我们证明了荧光强度的增强和淬灭都与近场和远场相互作用引起的等离子体Fano共振有关。这些Fano共振具有不对称参数，其符号取决于偶极子相对于球形纳米壳的取向。我们还表明，如果原子偶极子是切向纳米壳层取向，相互作用表现出鞍点的近场能量流。这导致在近场中的洛伦兹荧光增强响应和在远场中的法诺线形。这种相互作用的签名可能有感兴趣的应用程序，用于感测的存在和方向的光发射器在靠近等离子体纳米壳。
2017-10-31 physics.optics
Fluctuations of the local density of states probe localized surface plasmons on disordered metal films
我们测量了无序半连续金属薄膜的局域光态密度（LDOS）的统计分布。我们发现，LDOS波动表现出最大的制度，分形簇占主导地位的薄膜表面。这些大的波动是纳米尺度上的表面等离子体局域化的标志。
2010-07-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Coherent emission from a disordered organic semiconductor induced by strong coupling with surface plasmons
在这封信中，我们表明，一组无序的分子发射体和表面等离子体激元之间的强耦合导致形成的空间相干的混合状态扩展的宏观距离。杨型干涉实验上进行的J-聚集的染料分布在银层上的系统证据的相干发射从不同的分子发射器分离几个微米。在弱耦合制度中的系统中不存在相干性，表明分子与等离子体的杂交的关键作用。
2011-11-24 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Plasmons do not go that quantum
我们发展了一个理论模型的表面等离子体共振的金属纳米球的尺寸范围内下降到单个纳米尺寸。在这个模型中，我们明确地显示了不同的微观机制，即量子化由于尺寸（QSE）和电子溢出，影响表面等离子体的能量。我们证明，电子溢出效应，它可以移动的表面等离子体能量都向红色或蓝色，可以媲美或甚至比QSE更强。因此，根据情况，QSE可能仅在尺寸更接近1 nm而不是10 nm的超小金属纳米颗粒中观察到。本文所呈现的结果与最近发表的Ag和Au的实验结果定量一致。
2013-04-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optical response of metal nanoparticle chains
我们研究了金属纳米颗粒链的光学响应。利用多重散射计算方法研究了嵌在玻璃基体中的有限长银纳米球链的消光截面。还计算了银纳米球周期性2D阵列的透射和反射系数，以了解纳米颗粒链之间的相互作用。结果与最近的实验结果一致。探讨了等离子体激元共振模在不同偏振入射光下的分裂。结果的影响，无序也提出。
2006-05-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Label-free detection of single nanoparticles with disordered nanoisland surface plasmon sensor
我们报告使用无序的金属纳米岛衬底支持表面等离子体激元（SPPs）的单个纳米粒子的传感。由弹性散射的SPP的泄漏辐射引起的散斑图案提供了传感器表面处的散射微结构的独特指纹。散斑去相关的实验测量，并显示，使个别金纳米粒子和聚苯乙烯珠的吸附检测。我们的方法通过对粘附在纳米岛基底上的颗粒的亮场和荧光成像来验证。
2022-01-28 physics.app-ph physics.optics
Anderson Localization at the Subwavelength Scale and Loss Compensation for Surface-Plasmon Polaritons in Disordered Arrays of Metallic Nanowires
使用耦合金属纳米线的随机阵列作为无序等离子体激元系统的一个通用的例子，我们证明了结构无序诱导光在这些纳米结构中的深亚波长尺度的本地化。从头算分析是基于求解完整的三维麦克斯韦方程组。我们发现，耦合等离子体纳米线的半径的随机变化足以诱导表面等离子体激元（SPPs）的安德森局域化（AL），这些捕获模式的大小显着小于波长。值得注意的是，补偿系统的等离子体组件中的损耗所需的光学增益系数远小于金属的损耗系数，这显然有利于在等离子体纳米结构中实现AL。安德森局域的SPP的激发和传播的动力学也解决了。
2014-05-09 nlin.PS physics.optics
Mapping the near-field spin angular momenta in the structured surface plasmon polaritons field
受限电磁场中的光自旋角动量与自由空间中的光自旋角动量有着显著的差异，特别是与能量传播方向锁定的光横自旋为单向输运、量子自旋霍尔效应、光子Skyrmion、为了研究自旋-轨道相互作用背后的物理机制以及发展基于自旋的光学应用，揭示受限场中的自旋织构是至关重要的，然而，由于它们的手性和近场矢量特征，它面临挑战。在这里，我们提出了一种扫描成像技术，可以映射的非手性介质纳米球的光学自旋角动量的近场分布。利用所提出的扫描成像技术可以在实验上揭示垂直于界面的自旋角动量分量，并利用实验结果从理论上重建三维自旋矢量。实验证明的例子，表面等离子体激元激发的各种矢量涡旋光束下的紧聚焦配置，其中的自旋轨道相互作用出现清楚。该方法简单、精度高，可用于重构Skyrmion等光子拓扑结构，对近场自旋光学和拓扑光子学的研究具有重要意义.
2020-06-17 physics.optics
Asymptotics of surface-plasmon redshift saturation at sub-nanometric separations
许多有前途的纳米光子学的努力取决于具有狭窄的非金属间隙的纳米结构的独特等离子体性质，其支持超集中的键合模式，该模式随着分离的减小而奇异地红移。在这封信中，我们提出了一个描述性的物理图片，补充基本渐近公式，在亚纳米间隙宽度的等离子体红移饱和的非局部机制。因此，通过考虑在金属真空界面附近的电子电荷和场分布，我们表明，非局域性渐近表现为一个有效的电位不连续性。对于近接触极限的键合模式，后者的不连续性被证明是有效地相当于一个扩大的间隙。因此，共振频率近接触渐近是一个重整化相应的本地。具体地说，重整化的渐近等离子体频率的下限尺度与费米波长的$1/4$功率。我们展示了这些显着的功能，在纳米线和纳米球二聚体的原型情况下，我们的基本表达式和以前报道的数值计算之间的协议。
2015-11-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Sub-wavelength localization of near-fields in coupled metallic spheres for single emitter polarization analysis
我们用数值方法证明了由耦合到等离子体纳米团簇的单个发射体的偏振态决定的选择性近场局域化。七个金纳米球被仔细排列，使得单个发射器的多达十个偏振态，包括线性、圆形和椭圆偏振，可以通过四个间隙中的不同场定位来区分。将偏振状态转换为场空间定位的能力可以应用于单发射极偏振分析。
2011-05-21 physics.optics
Random matrix approach to plasmon resonances in the random impedance network model of disordered nanocomposites
随机阻抗网络被广泛地用作描述无序金属-电介质和其它双组分纳米复合材料中的等离子体共振的模型。本文在随机矩阵理论的框架内研究了随机网络中共振态的谱特性。我们已经表明，所考虑的问题的随机矩阵的适当的合奏是雅可比合奏（MANOVA合奏）。在宽的金属填充分数$0<p<1$范围内，所得到的这种谐振网络的态密度的解析表达式与数值模拟的结果显示出良好的一致性。与有效介质近似的对应关系。
2018-11-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
A Tunable Spherical Graphene Spaser
在这项工作中，一个新的结构建议spasing。所提出的spaser是由石墨烯纳米球，它支持局域表面等离子体模式，和量子点阵列，作为增益介质。增益介质由外部激光源泵浦。由于所有的等离子体都是在石墨烯平台上进行的，因此该结构具有高限制和长寿命的相干表面等离子体。所有的结构进行了理论分析，使用全量子力学描述。所提出的spaser的主要优点是它的简单的调谐能力，通过改变石墨烯费米能级，这是通过在制造时间或静电门控化学掺杂执行。我们建议利用所提出的spaser在石墨烯片上激发相干的长程表面等离子体。Spaser的近场耦合到石墨烯片上的表面等离子体激元，并补偿表面等离子体激元和光子之间的大的动量失配。
2017-12-04 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
High energy photoelectron emission from gases using plasmonics enhanced near-fields
本文从理论上研究了利用等离子体增强近场技术研究稀有气体中的光电子发射。我们表明，这些领域有很大的潜力，产生高能量电子的直接中红外激光脉冲的当前飞秒振荡器。通常，当被短激光脉冲照射时，这些场出现在等离子体纳米结构的周围，具有不同的几何形状，例如蝴蝶结、金属波导、金属纳米颗粒和纳米尖端。在这里，我们考虑金属纳米球，其中孤立的纳米颗粒的近场的空间衰减可以近似为指数函数，根据最近的阿秒条纹测量。我们建立了强非均匀性字符的增强近场起着重要的作用，在阈值以上的电离（ATI）过程中，并导致一个显着的扩展在光电子谱。在本工作中，我们采用含时的薛定谔方程，在简化的维度上计算氙原子在这种增强的近场中的光电子发射。我们的研究结果得到了经典计算的支持。
2013-08-13 physics.atom-ph physics.optics
Photon antibunching control in a quantum dot and metallic nanoparticle hybrid system with non-Markovian dynamics
从理论上研究了在非马尔可夫体系中，置于金属纳米颗粒（壳层或固球）附近的量子点发射光子的光子数统计特性.在模型中，量子点被看作是一个具有两个跃迁通道的λ型InAs三能级系统。其中一个通道由极化的经典场驱动，而两个通道耦合到等离子体激元模。与纳米球相比，纳米壳的等离子体共振模式通过控制核和包埋介质的厚度和材料在所需频率下可调谐。结果表明，从所考虑的混合系统的发射光子是反聚束。此外，所发射光子的反聚束行为可以通过系统的几何参数（即，量子点-金属纳米颗粒分离距离）以及系统的物理参数（包括量子点跃迁相对于表面等离子体激元模式的失谐频率和偏振驱动场的拉比频率）来控制。此外，所研究的系统有可能成为一个高度可控的单光子源。
2018-06-07 physics.optics
Two-dimensional plasmons in the random impedance network model of disordered thin-film nanocomposites
随机阻抗网络被广泛地用作描述无序金属-电介质纳米复合材料中的等离子体共振的模型。为了研究薄膜，经常使用二维网络，尽管这种网络对应于二维电动力学[J. P. Clerc等，J.Phys.A29，4781（1996）]。在目前的工作中，我们提出了一个模型的二维系统与三维库仑相互作用，并表明该模型是等效的平面网络与远程电容连接的网站之间。在金属薄膜的情况下，我们得到一个已知的平面波二维等离子体的色散$ω\propto \sqrt{k}$。在该模型的框架下，我们研究了共振态随金属填充因子的变化规律。在低于逾渗阈值$p$的亚临界区，我们观察到了态密度（DOS）的带尾间隙。在超临界区域$p>p_c$，DOS表现出平面波二维等离子体激元和共振与小集群之间的交叉。
2018-11-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
Shape and Size-Dependent Surface Plasmonic Resonances of Liquid Metal Alloy (EGaIn) Nanoparticles
本研究针对液态金属EGaIn纳米颗粒，通过FDTD模拟与实验验证，系统探究了不同形状颗粒在紫外-可见-近红外宽光谱的局域表面等离子体共振特性，发现其在可见及近红外区的独特共振模式，为相关多领域应用提供了几何依赖的光学性能依据。
2025-06-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
CO$_2$ Conversion in Cu-Pd based Disordered Network Metamaterials with Ultra-Small Mode Volume
本研究提出Cu-Pd无序等离激元网络超材料作为可扩展催化平台，利用其超小模式体积的局域光特性实现高效CO$_2$转化，且可通过调控化学成分调节反应选择性，为等离激元辅助催化提供新方案。
2024-10-30 physics.app-ph physics.optics
Topological Anderson Phase Transitions in Y-shaped Plasmonic Valley Metal-slabs
本文研究Y形等离子体金属板中无序诱导的谷霍尔拓扑安德森相变，通过随机旋转单元调控谷陈数，实现拓扑态涌现与负折射，并用Dirac双带模型定量描述，为太赫兹器件降低传输损耗提供新思路。
2025-04-14 physics.optics
Temperature tunable Anderson localization for surface plasmon waves propagating in a graphene single layer placed on a random InAs grating
在本文中，我们提出了一个一维无序等离子体结构的石墨烯单层放置在随机光栅组成的InAs。通过这种结构的等离子体波的传播进行了数值研究。通过计算不同无序强度系统的归一化局域化长度，确定系统是否处于局域化状态。对于某些频率，取决于无序水平，对于传播通过石墨烯层的等离子体波发生安德森局域化。此外，还研究了光损耗对局域化长度的影响。通过计算不同温度下的局域化长度，发现石墨烯等离子体的安德森局域化具有温度依赖性，可以通过改变温度来控制。在每个随机实现的透射谱中，存在一些随温度升高而蓝移的共振峰。最后，研究了石墨烯层的费米能级和空气隙的宽度对单个透射共振的影响。
2018-09-07 physics.optics
Polarization-Insensitive Integration of Nanoparticle-on-a-Slit Cavities with Dielectric Waveguides for On-chip Surface Enhanced Raman Spectroscopy
本研究提出并实验验证了NPoS等离子体腔与硅基氮化硅狭缝波导的偏振不敏感集成方案，可通过TE和TM基模驱动腔，结合金纳米球确定性定位实现片上BPT分子表面增强拉曼光谱检测，为片上等离子体腔集成应用提供支撑。
2024-10-21 physics.optics
Disordered ensembles of strongly coupled single-molecule plasmonic picocavities as nonlinear optical metamaterials
我们建议使用分子picocavity合奏宏观相干非线性光学器件，使纳米级强耦合。对于一个通用的picocavity模型，包括分子和光子的无序，我们推导出理论上的性能界限相干交叉相位调制信号使用弱经典场的不同频率。我们表明，强耦合的picocavity { \it vacua}与特定的振动边带中的分子发射光谱的结果在一个显着的变化的超材料的有效折射率相对于一个无分子的情况下，由于真空诱导的Autler-Townes效应。对于一个现实的分子无序模型，我们证明了交叉相位调制的光场弱至10千瓦/厘米$^2$是可行的，在室温下使用分子picocavities的稀系综，提供了有限的真空是不共振驱动的外部探测场}。我们的工作为利用强耦合进行光态制备和量子控制的等离子体超材料的发展铺平了道路。
2022-02-21 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph physics.optics
Plasmon Polaritons in Disordered Nanoparticle Assemblies
University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
通过布朗动力学模拟和叠加T矩阵方法，研究无序对金属纳米颗粒多层组装体中等离激元极化激元形成和光-物质耦合的影响，发现结构无序展宽极化激元禁带和近场热点分布，但不改变极化激元色散和耦合强度。
2025-06-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Engineering Disordered Many-particle Plasmonic Nanoclusters for Wafer-scale Uniform and Giant Electromagnetic Field Enhancement
Chungnam National University（忠南国立大学）；Paderborn University（帕德博恩大学）；Hallym University（韩世大学）；Bright Quantum incorporated（Bright Quantum 公司）
研究针对可扩展等离子体技术的权衡问题，受统计力学启发引入多体等离子体结构，通过无光刻蚀刻的多步去湿策略创建晶圆级纳米团簇，实现高集体增强，为相关纳米光子平台提供实用途径。
2026-07-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Ultralow radiative heat flux by Anderson localization in quasiperiodic plasmonic chains
Harbin Institute of Technology, Shenzhen（哈尔滨工业大学（深圳））；Shanxi University（山西大学）
本研究通过准周期等离子体链实现辐射热流的超低传输，揭示了安德森局域化与多体相互作用之间的关系，为纳米尺度热管理提供了新策略。
2026-02-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Cooperative field localization and excitation eigenmodes in disordered metamaterials
我们的近场响应的无序阵列包括非对称开口环谐振器，表现出很强的合作响应的数值和实验研究。我们的模拟处理的单位细胞分裂环谐振器作为离散的点状振荡器与相关的电和磁点偶极辐射，而强的合作辐射耦合之间的不同分裂环是完全包括在所有订单。该方法允许计算局部场和Purcell因子增强所产生的集体电和磁激励。我们发现实质上增加了标准偏差的Purcell增强与无序，使其越来越有可能找到集体激发本征模具有非常高的Purcell因子，也更强的磁比电的激发。我们发现，即使在存在强耗散损失的情况下，无序也可以显着修改超材料的合作响应，这是等离子体系统的情况。我们的集体本征模的分析铺平了道路，电磁设备功能的控制工程的基础上强相互作用的超材料阵列。
2019-02-01 physics.optics
Different regimes of ultrashort pulse propagation in disordered layered media with resonant loss and gain
含有损耗和增益成分的不同光学纳米结构作为各种纳米光子和等离子体应用的新型先进材料和构建块吸引了越来越多的关注。所谓的有源超材料的独特可调光学特征支持它们在微米和纳米尺度上用于传感，成像和信号处理。然而，这种可调谐性需要对超材料参数的灵活控制，这可以通过涉及一组非线性相互作用来提供。在本文中，我们提出了一种方法来管理超短脉冲通过改变一个随机的有源超材料中的人口差异无序的水平。这使得能够提供三种不同的相互作用机制：自诱导透明性（低无序），局域化机制（中度无序），以及对应于强烈不同的光脉冲速度的光放大（强无序）。由于这种控制可以通过相当简单的工具来实现，比如简单的泵浦调谐，因此所提出的无序介质为设计用于一整套高度要求的光学应用的特殊有源组件打开了一个机会的空间。
2019-07-12 physics.optics
Electron vortex beams for chirality probing at the nanoscale
本文提出利用电子显微镜中自由电子涡旋态相干叠加探测纳米电磁近场手性的方法，并通过金纳米球与手性等离激元纳米天线案例验证其敏感性与纳米级精度。
2025-01-09 physics.optics
