带间跃迁对金属纳米颗粒法拉第旋转的影响

基于直流磁场 $B$ 存在下介电函数 $\epsilon(\omega)$ 的量子模型，研究了金属纳米颗粒中的法拉第旋转。我们重点关注由带间跃迁 (IBTs) 引起的 $\epsilon(\omega)$ 效应，这对于等离激元学中使用的贵金属在蓝光和紫外波段至关重要。通过入射电磁辐射光场对电子密度矩阵的微扰来计算介电函数。该计算应用于被能隙隔开的两个能带（例如 d 带和 p 带）之间的跃迁，正如在金的费米面 L 点处所发现的那样。直流磁场的结果是导致引起 IBTs 的有效光频率发生 $\pm \mu_B B / \hbar$ 的偏移，其中正负号分别对应左旋和右旋圆偏振。测量了直径为 17 nm 的金纳米颗粒稀溶液的法拉第旋转，并将其与 IBT 理论以及更简单的束缚电子响应 Drude 模型进行了比较。此外还讨论了等离激元共振模式对纳米颗粒法拉第旋转的影响。