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锥形沟槽中的间隙等离激元与沟道等离激元:综述

介观与纳米尺度物理 2015-05-22 v1 材料科学 光学

摘要

锥形金属沟槽已被证明能在多种构型和 V 形轮廓中支持等离激元——金属-介质界面处自由电子的电磁耦合振荡。此类等离激元可分为两类:间隙表面等离激元(GSPs),其横向限制在锥形沟槽侧壁之间,并沿沟槽轴线或垂直于平面表面传播;以及沟道等离极化激元(CPPs),其占据锥形沟槽轮廓并专沿沟槽轴线传播。GSPs 和 CPPs 均展现出多种独特性质,非常适用于广泛的尖端纳米等离激元技术,包括超紧凑光子电路、量子光学元件、增强型芯片实验室器件、高效吸光表面和先进光学滤波器,同时还提供了一个小众平台来探索等离激元激发及其相互作用的基础科学。在本综述中,我们提供了锥形沟槽中等离激元的研究现状更新,首先介绍 GSPs 和 CPPs 的理论和重要特征,随后概述它们所赋能或改进的各种广泛应用。我们涵盖了可制造锥形沟槽结构的技术,特别强调了晶圆级生产方法,并勾勒了可用于激发和研究 GSPs 与 CPPs 的各种基于光子和电子的方法。最后我们讨论了进一步发展等离激元锥形沟槽器件所剩余的挑战,并思考了这一精选但潜在影响深远的主题领域所提供的未来方向。

关键词

引用

@article{arxiv.1503.00554,
  title  = {Gap and channelled plasmons in tapered grooves: a review},
  author = {Cameron L. C. Smith and Nicolas Stenger and Anders Kristensen and N. Asger Mortensen and Sergey I. Bozhevolnyi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1503.00554},
  year   = {2015}
}

备注

32 pages, 34 figures