强耦合手性分子-等离子体纳米粒子系统中的耦合二色性
光学
2025-02-03 v1 介观与纳米尺度物理
化学物理
摘要
强光-物质相互作用不仅促进了量子和非线性光学中的新兴应用，还促进了材料性质的变化。等离子体不仅可以显著增强分子手性，还可以增强耦合强度。在本研究中，我们利用RT-TDDFT研究了强耦合手性分子-等离子体纳米粒子系统中的耦合二色性。通过模拟L/D-苯甘氨醇分子与手性铝团簇（Na掺杂Al197Na4）之间的相互作用，我们考察了分子手性、团簇手性以及系统中耦合效应的影响。我们的结果表明，由于强等离子体-分子耦合，非手性/手性团簇引起了显著的光谱位移并增强了分子圆二色（CD）信号。电场分布和跃迁贡献图（TCMs）揭示了成键和反键极化激元模式的形成，这些模式受分子与团簇接近度的调制。耦合系统的耦合因子和衰减率均受分子和团簇手性的调制。此外，我们发现增加耦合分子数量会导致低极化激元模式强度显著增加，突出了由于团簇手性与分子手性之间的模态串扰或共振而在多分子系统中产生的集体行为。这些发现为原子尺度上等离子体增强手性的基本机制提供了宝贵见解，对设计高灵敏度手性传感器和光电器件具有重要意义。
引用
@article{arxiv.2501.18952,
title = {Coupling Dichroism in Strong-Coupled Chiral Molecule-Plasmon Nanoparticle System},
author = {Nan Gao and Haoran Liu and Yurui Fang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.18952},
year = {2025}
}
备注
36 pages, 18 figures including supporting information