Plasmonic properties of individual bismuth nanoparticles
本文研究单个球形铋纳米颗粒（50-600 nm）的等离激元性质，证明其支持可从近红外调谐至紫外的局域表面等离激元共振，并因低成本、生物相容性和抗氧化性而适合大规模等离激元应用。
2025-06-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmonic edge states: an electrostatic eigenmode description
我们考虑金属纳米结构的周期性排列，并研究了静电本征模近似下结构的局部表面等离子体共振的周期性效应。我们表明，在此限制内，集体表面等离子体共振的周期性结构可以表示在非耦合纳米结构的本征模式的叠加，表现出一个驻波字符离域在整个周期性结构。成功地推导出的形式主义，使设计和帐户的观察等离子体边缘状态的周期性结构。
2017-05-30 physics.optics
Plasmonic modes in cylindrical nanoparticles and dimers
我们提出了解析表达式的准静态近似内的圆柱形纳米粒子的等离子体激元模式的共振频率。我们的理论模型使我们能够获得具有任意纵横比的金属圆柱体的纵向和横向极化偶极模式，这使我们能够捕获等离子体纳米盘和纳米线的物理特性。我们还计算了量子力学修正这些谐振频率由于溢出效应，这是相关的纳米尺寸的圆柱体。我们继续考虑耦合的局部表面等离子体在二聚体的圆柱形纳米粒子，这导致集体等离子体激元激发。我们扩展我们的理论形式主义，构建一个分析模型的二聚体，描述的演变与纳米粒子间的分离所产生的明亮和黑暗的集体模式。本文对溢出效应引起的耦合模频率重正化现象进行了评述，并讨论了实验检测的一些方法。
2021-01-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Influence of surface roughness on the optical properties of plasmonic nanoparticles
对于等离子体纳米粒子，我们研究了自上而下制造所固有的表面粗糙度对光学性质的影响，并发现它对等离子体峰的位置和宽度的影响令人惊讶地小。我们的实验观察支持基于边界元方法的模拟。使用微扰的方法，适合于金属纳米粒子与适度的表面粗糙度，我们证明，这是因为在运动的缩窄的等离子体平均超过随机的高度波动。因此，在相同纳米颗粒的大阵列中的表面粗糙度，例如在超材料的背景下遇到的，预计不会构成主要的障碍。
2012-09-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Second-harmonic optical circular dichroism of plasmonic chiral helicoid-III nanoparticles
虽然等离子体粒子可以在从较低的可见光到近红外的宽光谱范围内提供光学共振，但通常利用对称效应来获得特定的光学响应。通过打破某些空间对称性，手性结构出现并提供对这些等离子体共振的稳健的手性响应。在这里，我们观察到强大的手性L-手螺旋III纳米粒子的线性和非线性光学制度的手征光学响应，并通过一个不对称的因素，所谓的g-因子量化它们。我们计算出两种不同手握光学共振的线性光学g因子为-0.12和-0.43，非线性光学g因子为-1.45和-1.63。结果表明，螺旋-III纳米粒子的手性在非线性区域强烈增强。
2022-02-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Geometry dependence of surface lattice resonances in plasmonic nanoparticle arrays
支持集体表面晶格共振（SLR）的等离子体纳米阵列已经成为等离子体学中令人兴奋的前沿。与单个粒子中的局域表面等离子体共振（LSPR）相比，这些集体模式具有吸引人的优点，如依赖于角度的色散和更窄的线宽。在这里，我们系统地研究了晶格的几何形状如何影响由金属纳米颗粒支撑的SLR。我们提出了一个一般的理论框架，从一个给定的几何形状的各种SLR模式可以直接获得由入射场的偏振给出的纳米粒子偶极子的衍射阶（DO）矢量和取向的简单比较。我们的实验测量表明，虽然正方形，六边形，矩形，蜂窝状和Lieb晶格阵列在$Γ$ -点（$k=0$）附近具有相似的光谱，但它们具有显著不同的SLR色散。此外，它们的色散高度依赖于偏振。进行数值模拟来阐明不同模式的场分布。我们的研究结果扩展了等离子体纳米颗粒阵列中SLR的多样性，理论框架提供了一个简单的模型来解释SLR的功能，反之亦然，设计的几何图案。
2016-11-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Photoelectron emission from plasmonic nanoparticles: Comparison between surface and volume photoelectric effects
我们研究了从等离子体纳米粒子到周围基质的光电子发射。我们考虑纳米颗粒的光电效应的两种机制-表面和体积的，并使用这两种效应的模型，使我们能够获得从纳米颗粒的光电子发射率的分析结果。计算了球形纳米粒子表面的阶跃势，并采用了热电子冷却的简单模型。我们强调的介电常数的不连续性在纳米粒子的边界在表面机制，这导致从纳米粒子的光电子发射率大幅增加（5倍）的情况下，当这种不连续性是不存在的效果。对于等离子体纳米粒子，第一次比较了两种光电效应机制，并表明表面光电效应至少不承认体积效应，这与Tamm和Schubin在1931年开创性地发展量子力学光电效应理论时首次提出的平坦金属表面的结果一致。根据我们的计算，表面效应的这种主导地位是热载流子在体积机制的情况下从纳米颗粒的体积传播到其表面期间有效冷却的结果。考虑到这两种机制是必不可少的设备的基础上的光电效应的发展和使用的热电子从等离子体纳米天线。
2013-12-05 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
Non-equilibrium quantum plasmonics in nanoparticle-on-mirror nanocavities
Institute of Fundamental and Frontier Sciences, University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学前沿科学技术研究院）；Photonics Research Centre, Universiti Malaya（马来亚大学光子研究中心）；Nanophotonics Centre, Cavendish Laboratory, Department of Physics, University of Cambridge（剑桥大学物理系卡文迪许实验室纳米光子学中心）
本文提出了一种利用激光诱导的弹道热电子注入控制等离子体性质的新方法，用于超快光学调制量子现象，展示了在纳米腔中实现非平衡电子系统量子纳米光子学的潜力。
2026-03-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Colloidal Plasmonic Titanium Nitride Nanoparticles: Properties and Applications
通过透射电子显微镜和光学透射率测量，研究了胶体等离子体氮化钛纳米颗粒的光学性质。平均尺寸为50 nm的单晶氮化钛立方纳米粒子在生物透明窗口中表现出等离子体共振。随着尺寸优化有效的细胞摄取，纳米粒子表现出高光热转换效率。纳米颗粒表面的自钝化天然氧化物为表面官能化提供了额外的自由度。
2014-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Transport Properties of a Single Plasmon Interacting with a Hybrid Exciton of a Metal Nanoparticle-Semiconductor Quantum Dot System Coupled to Plasmonic Waveguide
采用实空间方法研究了一维表面等离子体波导耦合的半导体量子点和金属纳米粒子混合系统与单个等离子体相互作用过程中的输运性质.我们认为MNP与SQD相互作用导致了混合激子的形成，通过调节施加在MNP与SQD混合纳米体系上的经典控制场的频率、金属纳米颗粒的种类以及背景介质，可以控制单次入射等离子体激元的透射和反射.单等离子体激元与这种混合纳米系统相互作用的输运性质可以在下一代量子器件如单光子开关和纳米镜的设计以及量子信息处理中找到应用。
2015-12-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spin Coated Plasmonic Nanoparticle Interfaces for Photocurrent Enhancement in Thin Film Si Solar Cells
贵金属的纳米颗粒（NP）阵列通过入射电磁场与金属的自由电子等离子体之间的共振相互作用强烈吸收可见光至红外波长的光。这种等离子体界面增强了太阳能电池中的光吸收和光电流。我们报告了一种具有成本效益和可扩展的室温/压力旋涂路线制造宽带等离子体界面组成的银纳米粒子。NP界面产生光电流增强（PE）在薄膜硅器件高达200%，这是显着大于以前报道的值。对于由含有平均直径为40 nm的颗粒的Ag纳米油墨产生的涂层，观察到7%的最佳NP表面覆盖率。界面形态的扫描电子显微镜显示，对于低表面覆盖率，颗粒分离良好，导致宽带PE。在较高的表面覆盖度，形成的颗粒串和集群造成红移的PE峰和较窄的光谱响应。
2013-09-05 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
Optical Response by Time-Varying Plasmonic Nanoparticles
Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Condensed Matter Physics Center (IFIMAC)（凝聚态物理中心（IFIMAC））；Instituto Nicolás Cabrera (INC)（尼古拉斯·卡布雷拉研究所（INC））
本文研究时变调制对亚波长金属纳米颗粒光学响应的影响，提出点偶极子解析模型和双频率有效极化率，证明时间调制可产生局域表面等离激元Floquet复制模并在宽参数范围内实现光放大。
2025-08-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Localization of Temperature Using Plasmonic Hot Spots in Metal Nanostructures: The Nano-Optical Antenna Approach and Fano Effect
由于热传递是一个扩散过程，因此在小体积中强烈定位温度是具有挑战性的。在这里，我们将展示如何克服这一限制，使用电动热点和干扰效应的制度，连续波（CW）的激励。我们介绍了一组的本地化的温度和等离子体激元光热效应的效率的品质因数。我们的计算表明，在一个三聚体纳米粒子组装的温度定位是一个复杂的功能的几何形状和尺寸。三聚体中的大纳米颗粒起到纳米光学天线的作用，而等离子体热点中的小纳米颗粒起到纳米加热器的作用。在特殊条件下，纳米颗粒三聚体内部的温度升高可以局限于小加热器纳米颗粒处的热点区域中，并且以这种方式，可以实现热热点。然而，在这种三聚体中产生温度的总功率效率远小于单个纳米颗粒的功率效率。我们可以通过使用具有纳米棒的三聚体来克服后一个缺点。在由一个纳米棒和两个球形纳米颗粒组成的三聚体组装体中，我们观察到了强烈的等离子体Fano效应，该效应导致了小加热器纳米棒中光学能量耗散的集中。因此，由于强等离子体Fano效应，在基于纳米棒的组件中产生温度的功率吸收效率大大增加。与单个纳米晶体和纳米颗粒三聚体相比，在热点中并入小纳米棒的Fano加热器显然具有最佳性能。本文所描述的热局部化原理可潜在地用于热光催化、能量转换和生物相关应用。
2016-06-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Subwavelength plasmonic kinks in arrays of metallic nanoparticles
我们分析了非线性金属纳米粒子阵列的非线性效应。我们证明，这样的等离子体系统的特点是由一个无源响应，它们可以支持耗散开关波（或等离子体扭结）连接不同的极化状态的传播。我们数值研究了等离子体扭结的性质，其特征在于由一个亚波长的范围和可调的速度。
2012-05-31 physics.optics
Optical Control of Fluorescence through Plasmonic Eigenmode Extinction
我们介绍了通过等离子体激元诱导的随机非连续纳米结构金膜的结构变化的CdSe量子点的荧光产率的光学控制的概念。我们证明了量子点和连续薄膜之间的波长和偏振相关的耦合，从而荧光发射光谱，可以控制和显着增加，通过在薄膜中的本征模的选择性频带的光学消光。这种在金属纳米结构中实现受控变化的光学方法允许在单个样品中实现多功能性，并打开了原位控制荧光光谱的途径。
2015-09-24 physics.optics
Infrared-Shielding of Plasmonic Random Metasurface Constructed by Cesium-Doped Tungsten Bronze
采用时域有限差分法对由球形或类球形纳米粒子组成的随机超颖表面在随机位移和/或随机变形下的热屏蔽性能进行了理论研究。利用超颖表面中纳米颗粒的总面积定义了有效覆盖率，并研究了近红外线反射对随机性的鲁棒性。当有效覆盖率高时，与六方密排完美超颖表面相比，纳米颗粒排列和形状随机性两者的近红外线反射降低至少20%。相反，当有效覆盖率低时，纳米颗粒排列的随机性对近红外线反射几乎没有影响。此外，纳米颗粒形状的随机性提高了近红外线反射性能。
2022-03-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
Design Principles for Plasmonic Nanoparticle Devices
对于等离子体激元技术的所有应用，需要针对所讨论的光学系统定制谐振。本章介绍了调谐共振所需的纳米粒子的设计考虑。首先回顾了等离子体的基本概念，重点介绍了纳米粒子的物理特性。介绍了有限元方法，重点是该方法的适用性，纳米等离子体激元器件模拟。讨论了纳米粒子形状对等离子体共振谱线位置和线形的影响，包括延迟效应和表面曲率效应。技术上最重要的等离子体材料的设备的适用性进行评估，并解释在光散射基板的重要性。最后讨论了等离子体纳米粒子在光伏器件中的应用。
2014-03-31 physics.optics
Silver-Gold Bimetallic Alloy versus Core-Shell Nanoparticles: Implications for Plasmonic Enhancement and Photothermal Applications
双金属等离子体纳米颗粒能够通过改变组成来调节光学响应和化学稳定性。目前的数值模拟研究比较了Ag-Au合金，Ag@Au核壳，和Au@Ag核壳的球形和各向异性（纳米三角形和纳米棒）形状的等离子体纳米粒子。通过研究球形和各向异性（LSPR在近红外区域）的形状，与和没有带间跃迁的Au的情况下，可以解耦。明确的比较是方便的数值模型支持的仔细验证和检查文献中报道的Au-Ag合金的光学常数。虽然Au-Ag核-壳和合金纳米颗粒都表现出纯Ag和Au纳米颗粒之间的中间光学响应，但在光谱特性上存在明显差异。此外，在各向异性的纳米粒子中的金的构造的效果是完全不同的球形纳米粒子，由于在前一种情况下的Au带间跃迁的情况下。一般来说，通过掺入Au来改善Ag纳米颗粒的化学稳定性伴随着等离子体增强的降低，也适用于具有较弱效果的各向异性纳米颗粒。光热热传递研究证实，通过在球形Ag纳米颗粒中掺入Au来增加吸收也导致稳态温度增加。另一方面，各向异性纳米颗粒本身是更好的吸收剂，因此更好的光热源及其光热性质显然不会受到一种金属在另一种金属中的掺入的强烈影响。
2022-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Sculpting the plasmonic responses of nanoparticles by directed electron beam irradiation
功能纳米结构中物质的空间限制将这些系统推向了纳米科学的最前沿，既作为奇异物理和量子现象的游乐场，又在包括等离子体、光电子和传感在内的多种应用中。与此同时，单色电子能量损失谱（EELS）的出现使得能够探索单个纳米颗粒内的局部纳米等离子体功能和纳米颗粒组装体的集体响应，从而深入了解相关机制。然而，等离子体纳米结构的现代合成工艺通常限于可访问的几何形状和材料的类型，并且即使如此，也限于数十nm量级的空间精度，从而排除了对结构-性质关系的关键方面的直接探索。在这里，我们使用扫描透射电子显微镜（STEM）的原子大小探针来执行纳米颗粒配置的精确雕刻和设计。此外，使用低损耗（EELS），我们提供了动态分析的等离子体激元响应的演变过程中的雕刻过程。我们表明，在纳米粒子的自组装系统中，单个纳米粒子可以选择性地去除，重塑或以纳米级分辨率任意图案化，有效地修改空间和能量域中的等离子体响应。这一过程大大增加了设计的可能性，并为任意结构的开发提供了机会，这最终是纳米光子设计的关键。纳米雕刻又给电子显微镜带来了另一种能力。
2021-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Enhancement of radiative processes in nanofibers with embedded plasmonic nanoparticles
单光子的有效操纵和长距离传输是纳米量子光学的关键组成部分。在这封信中，我们研究了一个单独的光发射器放置到一个金属纳米粒子耦合到一个发光二极管的发射特性。我们发现，等离子体激元场的增强，加上独特的和协同的光限制，有助于整体增加的发射率以及量子产率。
2016-02-03 physics.optics
Spatially Uniform and Defect-Tolerant Plasmonic Responses in 3D printed Gold Nanoparticle Assemblies
Paderborn University（帕德博恩大学）；Kumoh National Institute of Technology（龟尾国立科学技术院）；Gumi Electronics & Information Technology Research Institute（龟尾电子信息技术研究院）；Hallym University（韩国基督教大学）
通过弯月面引导组装制备三维金纳米颗粒柱，利用暗场散射和电磁模拟证明其等离激元响应具有空间均匀性和缺陷容忍性，并通过核-卫星结构实现组分可调的光学响应。
2026-06-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmofluidic Single-Molecule Surface Enhanced Raman Scattering from Dynamic Assembly of Plasmonic Nanoparticles
单分子表面增强拉曼散射（SM-SERS）是等离子体纳米粒子的重要应用之一。SM-SERS灵敏度关键取决于在这种纳米颗粒附近产生的等离子体热点。在传统的液相SM-SERS实验中，等离子体热点通过纳米颗粒的化学聚集来促进。这种聚集通常是不可逆的，因此，纳米颗粒不能再分散在流体中以供进一步使用。在这里，我们展示了如何将SM-SERS与等离子体极化激元辅助的等离子体纳米粒子在非结构化金属-流体界面的可逆组装相结合。我们的方法的一个独特的特点是，我们使用一个单一的倏逝波光激发的纳米粒子组装，操纵和SM-SERS测量。此外，通过利用在金属-流体界面处的等离子体激元的双重激发，我们创建了金属纳米颗粒的相互作用组件，其可以进一步用于分散纳米结构的动态光刻。我们的工作将在实现光学寻址，等离子体流体，单分子检测平台的影响。
2018-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.app-ph
The Physics of Unbounded, Broadband Absorption/Gain Efficiency in Plasmonic Nanoparticles
在适当形状的等离子体纳米结构中的异常共振原则上可以导致在宽带宽上的无限吸收/增益效率。通过开发一个封闭形式的解析解的场散射的连体的电子，我们概述了这些现象背后的基本物理，与宽带绝热聚焦的表面等离子体在纳米尺度。我们能够证明在无限小的材料损耗/增益的限制下的有限吸收/增益的明显悖论，并且我们探索了这些现象在非线性光学，spasing，能量收集和传感中的潜力。
2012-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci 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
Broadband plasmonic nanoparticles: fabrication, optical properties, and implications in liquid light chemiluminescence enhancement
化学发光团是指在没有任何外部光源的情况下，仅仅由于化学反应而产生化学发光效应而呈现宽带光发射的实体。由于化学发光体通常具有低量子效率，因此化学发光是一种弱光学效应。我们发现等离子体纳米粒子可以有效地增强化学发光的特殊效应，这是由于加速了化学发光团激发态的辐射衰减，从而增大了化学发光产率。相应地，等离子体纳米颗粒是具有经历特定波长的吸收带的亚波长尺寸的纳米颗粒，其特征在于独特的光学性质以及电磁辐射的高度局部化。然而，等离子体纳米粒子的宽带特性及其在液体光中的影响，化学发光效应，被忽视了。因此，它们可以作为光子学、传感和法医学的新材料而引起关注。本文介绍了宽带等离子体纳米粒子的制备技术，并讨论了其有趣的光学性质及其在化学发光效应中的应用。我们采用激光液相烧蚀（LAL）技术制备了纳米颗粒，并提出了物理气相沉积（PVD）合成与退火辅助处理的进一步研究。这两种技术都是可获得的，并且允许产生具有形状和尺寸分布的纳米颗粒的集合，以表现出适合化学团的宽带发射的宽等离子体共振。我们的研究结果，特别是放置在介电材料上的等离子体纳米粒子的特定设计，为新一代基于荧光的设备开辟了道路，这些设备从传感，医疗保健，生物医学研究和量子系统（如无泵激光源）开始。
2019-04-13 physics.optics
Plasmonic eigenmodes in individual and bow-tie graphene nanotriangles
石墨烯作为一种新型的二维等离子体材料，其独特的电子能带结构使其光学性质得到了广泛的研究。在经典电动力学中，纳米结构的石墨烯通常由原子尺度厚度的三维导电膜的计算需求问题来建模。在这里，我们提出了一个有效的替代二维静电的方法，所有的计算程序都限制在平面的石墨烯片。为了探索可能的量子效应，我们进行紧束缚计算，采用随机相位近似。我们研究了石墨烯三角形中的多个等离激元模式，在底层原子晶格的扶手椅和锯齿形边缘终止的情况下，经典地以及量子力学地处理光学响应。与经典的等离子体光谱相比，这是“盲目”的边缘终止，我们发现，量子等离子体频率表现出蓝移的扶手椅边缘终止的情况下，而红移的锯齿形边缘。此外，我们发现在锯齿形的情况下，这是与电子边缘状态不存在扶手椅终止的光谱特征。将这样的三角形对合并成二聚体，等离子体杂交导致根据等离子体杂交理论的能量分裂，其中反对称模式的能量较低，并且对间隙区域具有较少限制的模式的分裂较小。杂交出现在经典计算中最强的，而分裂是较低的扶手椅边缘，甚至更多的锯齿形边缘减少。我们的各种结果说明了一个令人惊讶的现象：即使是20 nm大的石墨烯结构，由于边缘终止中的原子尺度细节，也清楚地表现出量子等离子体特征。
2014-10-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Cooperative nanoparticle self-assembly and photothermal heating in a flexible plasmonic metamaterial
我们从理论上研究了由芳纶纳米纤维和金纳米颗粒组成的柔性等离子体超材料的平衡行为和光热效应。纤维基体被认为是一个外部的领域，重新配置的纳米粒子组装。我们发现，加热过程调谐粒子-粒子和纤维-粒子的相互作用，这改变了吸附的纳米粒子在纤维表面或聚集在孔隙空间。因此，可以通过激光照射来控制纳米颗粒的自组装。金纳米颗粒强烈吸收辐射，并有效地将吸收的能量消散为热量。通过求解与有效介质近似相关联的传热方程，我们计算了空间温升。值得注意的是，我们的理论结果与先前的实验定量一致。这表明我们可以忽略粒子团簇引起的等离子体耦合效应。讨论了激光光斑大小和强度对光热加热的影响。
2020-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Multispectral narrowband frustrated total internal reflection filter with inclusions of plasmonic nanoparticles
本文研究了含纳米颗粒的受抑全内反射薄膜滤波器，发现等离子体效应能将滤波器带宽分裂为多条窄带光谱线，并使入射光束角向分裂为多束输出光。
2023-07-29 physics.optics
Crystallographic investigation of Au nanoparticles embedded in a SrTiO$_3$ thin film for plasmonics applications by means of synchrotron radiation
采用两步沉积法在SrTiO $_3$基质中生长了具有等离子体激元应用潜力的自组织单晶Au纳米粒子。这些金纳米粒子的结晶择优取向的研究，通过同步辐射硬X射线衍射。纳米颗粒优先沿衬底法线（001）与（111）方向对齐，而发现$[110]_{SrTiO_3} \: || \: [110]_{Au}$和$[100]_{SrTiO_3} \: || \: [110]_{Au}$具有两个面内取向。此外，观察到来自具有平行于衬底法线（001）的（001）方向的纳米颗粒的较小衍射信号;再次发现两个面内取向，具有$[100]_{SrTiO_3} \: || \: [100]_{Au}$和$[100]_{SrTiO_3} \: || \: [110]_{Au}$。发现两种面内取向的粒子数依赖于第一步生长的金膜的厚度。
2014-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Spatial Modulation Microscopy for Real-Time Imaging of Plasmonic Nanoparticles and Cells
空间调制显微镜是一种最初为单个纳米物体的定量光谱学而开发的技术。在这里，一个平行的实现的空间调制显微镜技术的基础上，能够在kHz的频率解调线检测器。使用等离子体纳米天线阵列和与金纳米颗粒孵育的树突状细胞显示成像系统的能力。
2012-03-27 cond-mat.mes-hall physics.ins-det physics.med-ph
Giant Photogalvanic Effect in Metamaterials Containing Non-Centrosymmetric Plasmonic Nanoparticles
从理论上研究了均匀半导体基体中含有非中心对称、相似取向金属纳米颗粒的超材料的光电特性。由于纳米颗粒边界的不对称形状，光电子发射获得优选方向，当纳米颗粒被均匀平面波均匀照射时，导致在该方向上的光电流。这种效应是已知存在于具有非中心对称晶体结构的介质（例如掺杂的钛酸锂或铁酸铋）中的光电流（或体光伏）效应的直接类比，但是强几个数量级。被称为巨等离子体光电流效应，报道的现象是有价值的表征等离子体纳米结构的光电发射和光电导特性，并可以找到许多用途的光电探测和光伏应用。
2014-04-11 physics.optics
Strong-field control of plasmonic properties in core-shell nanoparticles
等离子体纳米系统的强场控制为非线性等离子体光谱学和拍赫兹电子学开辟了新的前景。然而，问题仍然是关于在亚波长空间和超快时间尺度上的非线性光-物质相互作用的性质。针对这一挑战，我们研究了强场控制的等离子体响应的Au纳米壳与SiO $_2$核心的强激光脉冲。我们发现，从这些核壳纳米粒子的光电子能谱显示出显着的弱和强场制度之间的过渡。这种观察到的过渡同意我们的修改米氏理论模拟，结合非线性介电纳米壳响应的预测。在原型核-壳纳米颗粒中等离子体响应的强度依赖性光学控制为使用更复杂的纳米结构实现超快开关和光电信号调制铺平了道路。
2021-08-16 physics.optics
Topology optimized plasmonic metasurfaces for optical trapping of nanoparticles
提出基于密度的拓扑优化框架，通过最大化梯度力优化等离激元超表面，实现对不同尺寸和材料纳米颗粒的高效光捕获，并引入制造约束以简化设计。
2026-07-03 physics.optics
Plasmonic Gas Sensing based on Cavity-Coupled Metallic Nanoparticles
在这里，我们展示了腔耦合金属纳米颗粒系统的气体传感能力，包括金纳米颗粒与聚合物间隔物从金镜分离。相对湿度（RH）的增加导致间隔物膨胀，这引起纳米颗粒散射强度的显著降低，因为散射高度依赖于与纳米颗粒-反射镜距离密切相关的腔-纳米颗粒耦合。这种无光刻的结构使得在RH范围（45-75%）内具有0.12 dB/% RH和0.25 dB/% RH的显著平均灵敏度，具有优于0.5%RH的估计分辨率，具有完全可逆性和几乎零滞后，表现出显著的气敏潜力。
2017-03-24 physics.optics
UV plasmonic properties of colloidal liquid-metal eutectic gallium-indium alloy nanoparticles
由非贵金属如镓制成的纳米颗粒最近由于在UV等离子体激元中的有前途的应用而引起了显著的关注。迄今为止，实验主要集中在固体和液体纯镓颗粒固定在固体基板上。然而，对于许多应用，胶体液体金属纳米颗粒溶液是至关重要的。在这里，我们实验证明了强紫外等离子共振的共晶镓铟（EGaIn）液态金属合金纳米粒子悬浮在乙醇中。我们合理化的实验结果，通过基于米氏理论的理论模型。我们的研究结果有助于了解紫外等离子体共振的胶体液体金属EGaIn纳米粒子悬浮液。他们还将进一步研究紫外等离子体在生物医学成像，传感，可拉伸电子，光声和电化学中的新兴应用。
2018-10-15 cond-mat.soft physics.optics
Resonant optical trapping of Janus nanoparticles in plasmonic nanoaperture
本研究利用等离子体纳米孔径局域场、自感应背向作用与共振光捕获方法，通过双激光系统实现了对Janus纳米颗粒的增强操控，使光力提升3倍，为低功率操控吸光纳米颗粒在纳米机器人和药物递送中的应用提供了新途径。
2023-11-10 physics.optics
Sequential trapping of single nanoparticles using a gold plasmonic nanohole array
我们已经使用了金纳米孔阵列捕获单个聚苯乙烯纳米颗粒，平均直径为30 nm，到位于连接nanoslot区域的分离的热点。在980 nm处的低入射激光强度（~0.51 mW/μ m ~ 2）下获得了约0.85 fN/（nmmW）的高陷阱刚度。实验结果与模拟的捕获力进行了比较，并实现了合理的匹配。这种等离子体阵列对于芯片实验室应用是有用的，并且对于捕获具有预定义间隔或以图案排列的多个纳米颗粒以研究它们之间的相互作用具有特别的吸引力。
2018-05-04 physics.optics
Resonant interaction of optical pulses with plasmonic oscillations in metal nanoparticles
我们推导出包络方程产生的麦克斯韦-洛伦兹模型，并描述在金属纳米颗粒复合材料的等离子体激元振荡的光脉冲的相互作用。发现了一族类似于Maxwell-Bloch中自诱导透明的孤立波解。入射光脉冲的演化进行了数值研究是孤立波的碰撞动力学。这些模拟结果表明，碰撞动力学从接近完美的弹性高度辐射依赖于初始脉冲的相对相位。
2005-10-30 physics.optics
Direct phase mapping of the light scattered by single plasmonic nanoparticles
在这项工作中，我们提出了一种新的技术，直接测量的光信号的相移散射的单个等离子体纳米粒子在衍射限制的激光焦点。我们通过装备一个倒置共焦显微镜与迈克耳孙干涉仪和扫描单个纳米粒子通过焦点体积，同时记录每个像素的散射和参考波的干涉图来实现这一点。对于实验，使用光刻制备的金纳米棒，因为它们的等离子体共振可以通过它们的纵横比来控制。我们已经开发了一个理论模型，在共焦散射显微镜成像的纳米粒子远小于衍射极限的焦点。我们表明，观察到的相移与不同的纵向粒子等离子体共振的粒子可以很好地解释的谐振子模型。相移的直接测量可以进一步提高对单个金纳米颗粒的弹性散射相对于其等离子体性质的理解。
2019-09-26 physics.optics
Experimental and ab initio ultrafast carrier dynamics in plasmonic nanoparticles
等离子体纳米结构的超快泵浦-探测测量探测激发载流子的非平衡行为，这涉及在典型的经验分析中模糊的几种竞争效应。在这里，我们提出了泵浦-探测测量的等离子体纳米粒子与一个完整的理论描述的基础上的第一性原理计算的载流子动力学和光学响应，免费的任何拟合参数。我们占详细的电子结构的影响，在态密度，激发载流子分布，电子-声子耦合，和介电函数，使我们能够避免有效的电子温度近似。使用这种计算方法，我们得到了很好的定量协议与瞬态吸收测量的光谱和时间特征。在我们的实验和计算中，我们确定了两个主要贡献的初始响应与不同的签名：短寿命的高度非热激发载流子和长寿命的热化载流子。
2016-12-24 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
In-plane plasmonic modes in a quasicrystalline array of metal nanoparticles
我们研究了二维金属纳米颗粒准晶阵列中的等离子体激元模式。模式的偏振在阵列平面内。利用旋转对称性，提出了一种简化的特征分解方法。在所有的等离子体激元模中，具有径向和切向偏振的两种反相位环模具有最高的空间局域化。由于反相环模的泄漏特性，在准晶阵列中，最高保真度的模是切向偏振模，而在孤环中，最高保真度的模是垂直于平面的偏振模。还研究了其他等离子体激元模式的泄漏特性和空间定位，例如，可能潜在地用于在等离子体激元设备中形成负响应的集体涡旋模式，以及可以用于生成具有径向偏振的光源的集体径向模式。
2010-12-12 physics.optics
Signature of a Fano-resonance in a plasmonic meta-molecule's local density of optical states
我们目前的测量等离子体激元分子的局部激发下，使用阴极发光显示在相同的频率，其中已观察到一个尖锐的光谱Fano功能的消光截面的局部光态密度（LDOS）的空间再分布。我们的分析模型表明，近场和远场效应的出现，由于相同的两个本征模式的系统的干扰。我们提出了定量的见解，无论是在裸状态，并在一个穿着状态的图片，描述等离子体Fano干涉近场振幅之间的转移三个耦合裸状态，或作为两个非耦合本征模在远场的干扰。我们确定了相同的本征模引起消光下降，强烈增强辐射LDOS，使其成为自发发射控制的一个有前途的候选人。
2011-09-25 physics.optics
Enhancement of dynamic sensitivity of multiple surface-plasmonic-polaritonic sensor using silver nanoparticles
在均匀各向同性金属和浸渍有银纳米颗粒的手性雕塑薄膜（STF）的界面处激发多个表面等离子体激元（SPP）波，对均匀渗透手性STF的流体进行基于多个SPP波的传感进行了理论评估.在两种不同的方式中使用的Bruggemann均匀化形式主义，以确定三个主要的相对介电常数标量的银纳米粒子浸渍的手性STF均匀渗透的流体。当银纳米粒子存在时，动态灵敏度增加，只要它们的体积分数不超过约1%。
2015-09-15 physics.optics
Dark spots along slowly scaling chains of plasmonic nanoparticles
我们数值研究了慢尺度线性链的失配银纳米粒子的光学响应。杂化等离子体共振链表现出不寻常的局部场分布周围的纳米粒子，导致从对称性破缺的几何形状。重要的是，我们发现定位模式的特点是明亮的热点交替，我们称之为\textit{dark}点。暗点与暗等离子体激元相关联，暗等离子体激元沿着链具有共线和反平行的偶极矩。其结果是，在黑暗的结间间隙的场放大熄灭平行于链轴的入射偏振。尽管有强的等离子体激元耦合，但是在该暗间隙的侧面上的纳米颗粒经历具有振幅增益对比度$> 2 \times 10^2$的显著的不对称场放大。值得注意的是，同样对于与轴正交的偏振，间隙热点在共振时形成。
2016-05-28 physics.optics
Atomistic Multiscale Modeling of Colloidal Plasmonic Nanoparticles
本文提出全原子多尺度ωFQFμ/FQ方法，耦合等离激元基底模型与可极化溶剂力场，实现溶剂化真实尺寸等离激元纳米粒子光学响应的高精度模拟。
2024-07-02 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Design and Analysis of Surface Plasmon Enhanced Electric Field in Al, Ag and Au Nanoparticle Dimers for UV-Visible Plasmonics
现在已经确定，由于等离子体纳米系统中局部表面等离子体共振的激发，来自外部照射源的电场在其附近被极大地放大。在等离子体纳米系统附近的表面等离子体介导的电场放大对于以下应用是至关重要的：太阳能电池的光吸收增强，使用表面增强拉曼光谱的分子检测，使用等离子体增强FRET的生物大分子如蛋白质、脂质和核酸的邻近测量，使用光热效应的癌症治疗，仅举几个应用。目前的工作制定Bergman-Milton多极光谱展开方法调查的表面等离子体介导的电场放大的二聚体排列的Al，Ag和Au纳米粒子。与孤立的球形纳米颗粒相比，它们的聚集体提供更大的场增强、更宽的光谱调谐和多个共振特征。鉴于二聚体结构优越的等离子体特性，对电场增强进行了系统的研究，并评估了它们在紫外-可见应用中的适用性。的作用，颗粒大小，嵌入介质和粒子间的分离场放大和波长调谐量化。此外，等离子体纳米粒子二聚体的紫外可见光谱窗口的设计。
2017-10-01 physics.optics
Thermometric Calibration of the Ultrafast Relaxation Dynamics in Plasmonic Au Nanoparticles
超短激光脉冲对等离子体纳米粒子的激发启动了一个复杂的超快弛豫过程，该过程涉及系统的电子气、晶格和环境的逐渐重新平衡。研究这些过程的主要障碍之一是缺乏对系统子组件的动态温度演变的直接测量。我们测量了超短脉冲激发后的等离子体Au纳米粒子的集合的动态光学响应，并将其与相应的静态光学响应作为热力学浴温度升高的函数进行了比较。评估这两组数据，可以清楚地识别平衡或非平衡响应的光学指纹，使我们能够提取弛豫过程的动态测温校准尺度，得到等离子体粒子的实验超快温度演化作为时间的函数。
2021-04-02 physics.optics
Accessing Plasmonic Hotspots using Nanoparticle-on-Foil Constructs
典型的镜面上纳米粒子几何形状（NPoM）中的金属-绝缘体-金属（MIM）纳米间隙提供具有小于$V/V_0$ $<$ $10^{-6}$的模体积的光的深亚波长限制。然而，对这些热点的访问受限于捕获光的高平面内$k_{//}$与自由空间平面波之间的阻抗失配，使得光的输入耦合和输出耦合困难。在这里，通过构建具有薄金属膜的箔上纳米颗粒（NPoF）系统，我们展示了绝缘体-金属-绝缘体（IMI）模式和MIM间隙模式的混合，从而产生MIMI模式。这种混合通过从金属膜的两侧入射的光提供了对等离子体纳米腔的多通道访问。通过白光散射和表面增强拉曼散射实验测量了薄箔MIMI模的红调谐和近场强度。我们进一步讨论了NPoF系统的实用性，因为几何形状允许严格限制的光通过不同的端口简单地访问。
2021-07-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Towards an optical far-field measurement of higher-order multipole contributions to the scattering response of nanoparticles
我们的实验表明，一个单一的金纳米棱镜的最低阶本征模的全光学多极分解使用方位角和径向偏振的圆柱矢量光束。通过这些定制的场分布扫描粒子，本征模的多极特性被编码到2D扫描强度图中，即使对于本征模的高阶贡献也是如此，这些高阶贡献太弱而不能在直接远场散射响应中辨别。该方法能够对单个纳米颗粒进行详细的光学模式分析。
2014-11-18 physics.optics
Plasmonic nanoparticle monomers and dimers: From nano-antennas to chiral metamaterials
我们回顾了光与等离子体纳米粒子相互作用背后的基本物理。系统地研究了光在单金属粒子（等离子体单体）和两相互作用粒子（等离子体二聚体）上散射的理论基础。有效粒子的磁化率（极化率）的表达式推导，这些结果的应用等离子体纳米天线概述。在长波长极限下，计算了等离子体二聚体阵列的有效宏观参数。这些参数可归因于对应于纳米颗粒的稀排列的有效介质，即，其中等离子体单体或二聚体具有“元原子”功能的超材料。结果表明，由棒状粒子组成的平面二聚体一般具有椭圆二向色性，可作为平面手性超材料的原子。所提出的棒状二聚体几何结构的制造简单性可用于在光学领域中设计更具成本效益的手性超材料。
2011-04-27 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Oscillatory optical response of amorphous plasmonic nanoparticle arrays
金属纳米颗粒阵列的光学响应由局部表面等离子体激元激发主导，并且是取决于特定阵列几何形状的通过颗粒间耦合修改的单个颗粒贡献的总和。在这里，我们仔细研究如何实验测量的大规模（30毫米$^{2}$）非晶Au纳米盘阵列的性能干单粒子的属性和它们的相互作用。它们引起等离子体激元峰位置、半峰全宽和消光效率的明显振荡行为，消光效率取决于最小粒子中心到中心（CC）距离。
2012-05-08 physics.optics
Optical interaction of the NV- centre in diamond with a plasmonic metal nanoparticle
我们提出了一个严格的理论模型，金刚石中的氮空位（NV）中心和等离子体金属纳米颗粒（MNP）之间的光学相互作用，伴随着一个计算效率高的程序来解决的演变。所提出的模型使我们能够成功地解释现有的光学发射测量的NV中心在存在和不存在的金属纳米粒子。我们表明，NV等离子体相互作用提供了一个多功能的新途径，以提高和控制的NV中心的光发射。可以利用MNP类型和尺寸、NV-MNP中心分离、浸没介质介电常数和NV相对于MNP表面的取向的改变来改进过多的基于NV中心的纳米器件。
2022-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
