金属-氧化物与金属-金属边界的谐波产生

我们通过计算具有不连续自由电子密度的薄膜表面的二次和三次谐波产生，探究详细微观模型的输出。这种情况可能出现在由简单金属镜构成的结构中，或由不同金属或金属与自由电子系统（如导电氧化物）组成的排布中。利用流体动力学方法，我们重点展示了金镜以及含氧化铟锡（ITO）与金的两层系统的情况。我们假设金镜表面以密度变化的自由电子云为特征，该电子云溢出至真空，并因材料色散在表面呈现近零介电常数（epsilon-near-zero）条件和局域场增强。对于由薄 ITO 和金膜组成的双层结构，若波从 ITO 侧入射，电磁场在 ITO/金界面处遭遇自由电子不连续性，以及依赖于波长、增强局域场与转换效率并决定表面发射特性的近零介电常数条件。我们评估了存在自由电子不连续性时所产生的附加非线性源的相对重要性，并表明谐波产生可对屏蔽自由电子云的密度（而非其厚度）敏感。我们的发现还提示了通过表面电荷工程控制表面谐波产生的可能性。