将共振态展开应用于具频率色散的真实材料
光学
2020-01-29 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
为精确计算具频率色散的开放光学系统中共振态而发展的色散共振态展开，在此应用于真实材料，如金属纳米颗粒和半导体微球。材料介电常数通过将测量的折射率和吸收率拟合为含复频率平面中若干极点的广义 Drude-Lorentz 模型来确定。每个 Drude 或 Lorentz 极点产生无穷系列共振态。此外，对于小纳米颗粒，这些极点各自产生一个 distinct 的表面等离激元极化子模式。这些多重表面模式随半径增大的演化刻画了从静电极限到显著推迟与辐射的过渡。在处理半导体微球中的光学声子范围时，发现了将共振态分隔的开采带（reststrahlen band）。考虑半导体带隙附近的小能量范围，吸收到增益的过渡通过反转 Lorentz 极点权重来描述，这导致激射共振态的形成。有趣的是，从低频侧趋近吸收极点的共振态系列在增益极点下重塑为从高频侧趋近极点的顺时针环路，并与一个从低频到高频跨越且包含激射模式的系列相分离。
引用
@article{arxiv.1906.07007,
title = {Applying the resonant-state expansion to realistic materials with frequency dispersion},
author = {Hame Sehmi and Wolfgang Langbein and Egor Muljarov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.07007},
year = {2020}
}