通过蜂窝状等离激元晶格垂直堆叠实现光学能带工程

受近期原子同质与异质结构进展的启发，我们将等离激元晶格的垂直堆叠视为一个新的自由度，以创建相较单层具有修正光学响应的耦合系统。两个蜂窝状等离激元晶格的堆叠与几何参数的精确设计可定制其金属纳米粒子间的相互作用。基于晶格对称性的相似性，可与石墨烯等堆叠原子晶体作类比。我们利用多极谱表示研究近场 regime 中等离激元垂直堆叠的光学响应，着重于对称性性质。某些光学能带的强耦合在色散图中表现为反交叉，导致相互作用能带的偏振交换。通过利用这些效应，我们设计了近场强度分布。此外，在布里渊区特定点处能带简并的解除伴随微小能隙的开启。这些效应通过量化属于同一与不同子晶格的纳米球间多极耦合，以及层间与层内纳米粒子相互作用得以理解。亦基于堆叠相互作用矩阵分析并解释了与原子情形的差异。最后，我们预测了投影到两个正交线偏振上的吸收谱。