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Feibelman 量子表面响应函数的宽带测量

光学 2024-12-02 v2 介观与纳米尺度物理 材料科学

摘要

Feibelman dd-参数作为局部体介电常数的介观补充,描述了界面的量子光学表面响应,包括非局域性、spill-in 和 spill-out 以及表面诱导的 Landau 阻尼。它已被纳入宏观 Maxwell 框架,以便于对纳米尺度电磁现象进行建模和理解,这需要为纳米光学中感兴趣的界面编制 dd-参数数据库。然而,dd-参数的精确第一性原理计算面临计算挑战,而现有的 dd-参数测量稀缺且局限于狭窄的光谱窗口。我们展示了一种通用的宽带椭偏测量方法,用于在可见光-紫外波段测量金-空气界面的 dd-参数。发现金在不同频率下发生 spill-in 和 spill-out。我们还在约 2.5 eV 附近观察到了金的 Bennett 模式,这是一种与 dd-参数极点相关的表面偶极子共振。我们的测量结果由 dd-参数的无源性与 Kramers--Kronig 因果性分析所产生并得到进一步验证。我们的工作推进了对量子表面响应的理解,并可能促进增强电子场发射等应用。

关键词

引用

@article{arxiv.2409.16616,
  title  = {Broadband measurement of Feibelman's quantum surface response functions},
  author = {Zeling Chen and Shu Yang and Zetao Xie and Jinbing Hu and Xudong Zhang and Yipu Xia and Yonggen Shen and Huirong Su and Maohai Xie and Thomas Christensen and Yi Yang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2409.16616},
  year   = {2024}
}