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与双曲超材料耦合的 $Eu^{ 3+}$ 离子自发辐射动力学

光学 2021-02-03 v1 介观与纳米尺度物理

摘要

具有可调电磁性质的亚波长纳米结构系统,如双曲超材料(HMMs),为定制自发辐射过程提供了有用平台。在此,我们研究一个由多孔 Al2O3Al_{2}O_{3} 基质中六方排布 Ag 纳米线构成的 HMM 结构上负载 Eu3+(NO3)36H2OEu^{ 3+}(NO_{3})_{3}6H_{2}O 纳米晶体的系统。与 HMM 耦合的 Eu3+Eu^{ 3+} 离子表现出高达 2.4 倍的衰减率增加,并伴随 5D0^{ 5}D_{0}\rightarrow 7F2^{ 7}F_{2} 跃迁发射率的增强。利用时域有限差分建模,我们以 HMM 邻近处 Eu3+Eu^{ 3+} 离子所见的态光子密度增加证实了这些观测。我们的结果表明 HMMs 可作为控制弱跃迁发射的有用工具,从而暗示了稀土离子在纳米级光电子学与量子器件中更实际应用的一条途径。

关键词

引用

@article{arxiv.2101.03571,
  title  = {Spontaneous emission dynamics of $Eu^{ 3+}$ ions coupled to hyperbolic metamaterials},
  author = {Gabriel I. López-Morales and Mingxing Li and Ravindra K. Yadav and Harshavardhan R. Kalluru and Jaydeep K. Basu and Carlos A. Meriles and Vinod M. Menon},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2101.03571},
  year   = {2021}
}