等离激元学的量子流体力学理论：电子密度尾的影响
介观与纳米尺度物理
2016-05-11 v2
摘要
多尺度等离激元系统（例如具有亚纳米间距的扩展金属纳米结构）在下一代纳米光子器件的发展中起着关键作用。对这些系统中的光学相互作用进行精确建模，需要同时准确描述量子效应和远场性质。经典电磁学只能描述后者，而含时密度泛函理论（TD-DFT）可提供完整的第一性原理量子处理。然而，对于超过几纳米的尺寸，TD-DFT 在计算上变得难以承受，而这与实际应用无关。在本文中，我们引入了一种基于量子流体力学理论（QHT）的方法，其包含了动能的非局域贡献以及电子密度的正确渐近描述。我们表明，我们的 QHT 方法能够预测金属纳米颗粒中的等离激元能量和溢出效应，且与 TD-DFT 预测极为吻合，从而允许在多尺度等离激元系统中可靠且高效地计算量子与远场性质。
引用
@article{arxiv.1601.01584,
title = {Quantum Hydrodynamic Theory for Plasmonics: Impact of the Electron Density Tail},
author = {Cristian Ciracì and Fabio Della Sala},
journal= {arXiv preprint arXiv:1601.01584},
year = {2016}
}