铜纳米结构能否支撑高质量等离激元?
材料科学
2021-03-31 v1 光学
摘要
银被视为等离激元材料中的王者,因为与其他金属相比,它在可见与红外(vis-IR)光谱区域具有较低的非弹性吸收。相比之下,铜通常被认为损耗过大而不适用于等离激元应用。在此,我们通过空间分辨的高分辨率电子能量损失谱(EELS)测量实验证明,长铜纳米线(NWs)中存在 vis-IR 等离激元,其品质因子超过 60。我们解释这一反直觉结果的原因在于,这些金属线中的等离激元其大部分电磁能量位于金属之外,因而对材料中的非弹性损耗较不敏感。我们展示了一组在直径各异的长银与铜纳米线上获取的大量数据以支持该结论,并进一步使我们理解辐射与非辐射损耗在能量跨度宽至 meV 的等离激元中所起的相对作用。在此类极小的等离激元能量下,这些模式的热布居变得足够显著,从而能够观察到与等离激元吸收事件相关的电子能量增益。我们的结果支持将铜用作细长纳米结构中高质量等离激元的一种有吸引力且廉价、丰富的材料平台。
引用
@article{arxiv.2011.13410,
title = {Can Copper Nanostructures Sustain High-Quality Plasmons?},
author = {Vahagn Mkhitaryan and Katia March and Eric Tseng and Xiaoyan Li and Leonardo Scarabelli and Luis M. Liz-Marzán and Shih-Yun Chen and Luiz H. G. Tizei and Odile Stéphan and Jenn-Ming Song and Mathieu Kociak and F. Javier García de Abajo and Alexandre Gloter},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.13410},
year = {2021}
}
备注
13 pages, 9 figures, 56 references