如何从纳米结构的光学响应中识别等离激元
介观与纳米尺度物理
2017-09-21 v1
摘要
等离激元学中一个极具前景的趋势是将支持等离激元的结构尺寸缩小至几纳米，从而实现在极深亚波长尺度上对光与物质相互作用的控制。在此极限下，非局域屏蔽和尺寸量子化等量子力学效应强烈影响等离激元响应，使其与经典预测显著不同。对于极小的团簇和分子，集体等离激元模式很难与单电子跃迁等其他激发区分开来。我们使用严格的量子力学计算技术研究了多种物理系统，描述了如何将纳米结构的光学共振分类为等离激元或非等离激元。更准确地说，我们定义了一个用于此类分类的普适量度，即广义等离激元性指标（GPI），该指标可直接应用于任何计算电子结构方法或经典电磁学方法中，以区分等离激元与单粒子激发及光子模式。利用 GPI，我们研究了广泛系统光学共振的等离激元性，包括：随着尺寸和电子数增加，小凝胶球中等离激元行为的出现；原子级金属团簇随原子数变化的情况；以及纳米结构石墨烯随尺寸和掺杂变化的情况，直至多环芳烃中的分子等离激元。我们的研究为基于分子等离激元的超小纳米结构的进一步发展提供了严格的基础。
引用
@article{arxiv.1709.06754,
title = {How To Identify Plasmons from the Optical Response of Nanostructures},
author = {Runmin Zhang and Luca Bursi and Joel D. Cox and Yao Cui and Caroline M. Krauter and Alessandro Alabastri and Alejandro Manjavacas and Arrigo Calzolari and Stefano Corni and Elisa Molinari and Emily A. Carter and F. Javier García de Abajo and Hui Zhang and Peter Nordlander},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.06754},
year = {2017}
}
备注
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