面向晶圆级均匀且巨大电磁场增强的工程化无序多粒子等离激元纳米团簇

可扩展的等离激元技术面临一个关键的权衡：少体结构提供高增强但对制造缺陷敏感，而固态脱湿等可扩展方法则产生大的、低增强的间隙。我们引入了一种受统计力学启发的多体等离激元架构的范式转变。通过向连续极限（N>>1）移动，局域几何变化被统计平均掉，有效地将光学性能与微观无序解耦。我们通过一种无光刻、无刻蚀的多步脱湿策略实现了这一概念，创建了晶圆级纳米团簇。该过程通过在大颗粒之间引入大量小卫星纳米颗粒，策略性地形成了一个稳健的多体系统。至关重要的是，这种设计实现了高集体增强，甚至超过了优化的少体系统，尽管具有更大的单个间隙。在优化条件下，这些基底表现出接近4 x 10^8的表面增强拉曼散射增强因子，并具有前所未有的可重复性（RSD约10%）。这种可扩展、低成本的概念为面向传感、光谱学和量子技术的可重复晶圆级纳米光子平台建立了一条实用途径。