铝纳米盘中紫外等离激元模式的电子能量损失
光学
2023-07-19 v1
摘要
我们从理论上研究了铝纳米盘中紫外表面等离激元模式的电子能量损失谱（EELS）。利用全波模拟，我们研究了直径对纳米盘共振模式的影响。我们发现模式行为可明确分为两种不同情形：（1）直径远小于厚度的扁平纳米盘；以及（2）直径与厚度相当的厚纳米盘。虽然扁平纳米结构的多极边缘模式与呼吸模式此前已借助基于薄膜堆叠表面等离极化激元（SPP）模式的直观解析模型进行解释，但已发现多极边缘模式的真实色散关系显著偏离 SPP 色散关系。在此，我们发展了一种修正的直观模型，利用有效波长理论准确建模该色散关系，相较于全波电磁模拟大幅降低了计算开销。然而，对于厚纳米盘情形，该有效波长理论失效，此类直观模型不再可行。我们发现这是因为厚纳米盘的某些模式带有极向（即超出衬底平面，或沿电子束方向）依赖性，无法简单归类为径向呼吸模式或角向（方位角）多极边缘模式。这种极向依赖性导致辐射损耗，从而促使在实验研究厚纳米结构的复杂模式行为时采用同步 EELS 与阴极荧光测量。
引用
@article{arxiv.2007.11252,
title = {Electron-Energy Loss of Ultraviolet Plasmonic Modes in Aluminum Nanodisks},
author = {Yujia Yang and Richard G. Hobbs and Phillip D. Keathley and Karl K. Berggren},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.11252},
year = {2023}
}