具有高介电常数的半导体与拓扑绝缘体纳米线中的等离激元

已知沿半径为 $a$ 的细纳米线传播的等离激元的色散律几乎是线性的。我们证明,在介电常数 $\kappa$ 远大于其环境介电常数 $\kappa_e$ 的纳米线中,当等离激元波长变得短于点电荷的电场线从纳米线逸出到环境的长度 $(a/2) \sqrt{(\kappa/\kappa_e)\ln(\kappa/2\kappa_e)}$ 时,该色散律会跨越为无色散的类三维色散律。这一现象既出现在平庸的半导体纳米线中,也出现在三维拓扑绝缘体纳米线中。