基于等离子体增强的 Brillouin 光散射光谱学用于磁性系统。I. 理论模型

Brillouin 光散射（BLS）光谱学是检测磁性薄膜和纳米结构中自旋波的有效方法。虽然它为自旋波的性质提供了大量信息，但 BLS 光谱学在许多实际情况下受限于可检测自旋波波数范围较小及其灵敏度不足。本文提出了描述等离子体增强 BLS 光谱学的广义理论模型。考虑三种形状为旋转椭体的等离子体纳米颗粒：单个等离子体共振器、由两个等离子体颗粒通过介质垫片夹合的夹层结构，以及磁性薄膜表面上均匀分布的金属纳米颗粒群。使用电动力学格林函数方法计算等离子体系统在磁性薄膜表面的有效响应性，并定义增益系数。我们在解析方式中表明，等离子体共振器的高度与其半径之比是等离子体增强 BLS 光谱学发展发挥关键作用。所发展的模型为数值工程化等离子体纳米颗粒形貌以实现 BLS 增益提供了基础。