利用涡旋电子束探测介质天线电磁响应
光学
2023-06-23 v2
摘要
聚焦电子束既可作为电场源也可作为电场传感器，能够通过局域探测诱导的光学近场来表征复杂光子系统的电响应。这一功能可借助近年发展的涡旋电子束（VEBs，由具有轨道角动量的电子组成）加以补充，后者还可探测诱导的磁近场。本工作中，我们重新审视了这一被称为涡旋电子能量损失谱（v-EELS）技术的理论描述。我们将 VEB 电子散射的基本量子力学图像映射到直观的经典模型，后者将电子束视为线性和磁电流的叠加。我们随后应用该形式体系，利用 v-EELS 表征介质纳米天线的光学响应。我们的计算表明，VEB 电子探测电或磁模式的效率不同，可通过改变束流涡旋性或加速电压来调节，以确定所探测激发的性质。我们还研究了一种手性排布的纳米结构，其与电子涡旋相互作用时在电子能量损失谱中产生二色性。我们的理论工作确立了 VEBs 作为通用探针的地位，可提供常规电子束无法获取的关于光学激发的信息。
引用
@article{arxiv.2111.08810,
title = {Probing the electromagnetic response of dielectric antennas by vortex electron beams},
author = {Andrea Konecna and Mikolaj K. Schmidt and Rainer Hillenbrand and Javier Aizpurua},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.08810},
year = {2023}
}