球形金属纳米颗粒立方晶格中的等离极化激元

我们从理论上研究了球形金属纳米颗粒立方晶格中的等离极化激元。每个纳米颗粒支持三重简并的局域表面等离激元，它们通过库仑偶极-偶极相互作用耦合，产生扩展至整个超材料的集体等离激元。后者与光子杂化形成等离极化激元，即系统的光-物质杂化本征模。我们推导出了解析表达式以评估等离激元和等离极化激元色散及其对应的本征态。这些结果是在哈密顿顿形式体系内获得的，该体系考虑了纳米颗粒之间偶极相互作用中的推迟效应，并考虑了纳米颗粒及其周围环境的介电特性。在此模型中，我们预测了近红外到可见光电磁波谱范围内的极化激元分裂，该分裂取决于偏振、晶格对称性和波矢方向。最后，我们表明模型的预测与常规的频域有限差分模拟在定量上高度一致，但具有解析洞察力和显著降低计算成本的优势。