埃级等离激元结中的巨近场非线性电光子效应
光学
2026-03-04 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
等离激元促进近场光的强约束和增强，为在纳米尺度增强非线性光学响应提供了令人兴奋的机会。然而，尽管取得了显著进展，纳米尺度等离激元结构中非线性光学响应的电可调范围仍然局限于每伏特几个百分点。在这里，我们通过将电光子学的概念扩展到埃级平台，超越了纳米尺度的限制，实现了先前架构无法实现的近场非线性光学响应的高性能调制。我们利用扫描隧道显微镜中金属尖端和平面金属基底之间的埃级等离激元间隙，展示了在施加1V电压内二次谐波产生（SHG）约2000%的增强。将这种近场SHG方案扩展到伴随大频率上转换的和频产生，我们还发现这种等离激元增强非线性光学现象的巨电调制在从中红外到可见光的宽波长范围内有效。我们的结果和概念为开发基于近场的埃级非线性电光子学奠定了基础，该技术在低驱动电压下具有显著的调制深度。
引用
@article{arxiv.2509.09173,
title = {Giant near-field nonlinear electrophotonic effects in an angstrom-scale plasmonic junction},
author = {Shota Takahashi and Atsunori Sakurai and Tatsuto Mochizuki and Toshiki Sugimoto},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.09173},
year = {2026}
}