利用电子相位匹配选择性探测纵向与横向等离激元模式

金属纳米颗粒的光学性质由局域表面等离激元（LSPs）主导。其性质仅取决于构成材料、纳米物体的尺寸和形状及其周围介质。在各向异性结构（如金属纳米棒）中，通常存在两类模式：横向模式和纵向模式。它们的光谱和空间重叠通常阻碍了在电子能量损失谱（EELS）中对它们进行分别测量。在本工作中，我们提出了三种不同的策略来克服这一困难，并选择性地探测纵向和横向模式。第一种策略是数值方法，依赖于纳米结构的形变，其根源在于LSPs的几何性质。另外两种策略利用了EELS实验中电子的相对论性和波动性。第一种是通过倾斜样品和改变电子动能来实现电子与等离激元激发之间的相位匹配，以增强它们的耦合。第二种——偏振EELS（pEELS）——利用电子的波动性来模拟类似于光谱学中存在的选择定则。上述策略在一个典型的等离激元模型——纳米棒——上通过实验或数值方法进行了例证。本文旨在汇集EELS用于等离激元学的最先进概念，以解决该领域中的一个常见问题。