金属纳米颗粒链中表面等离子体色散关系：精确准静态计算

我们计算了周期性金属纳米球形颗粒链在各向同性介质中的表面等离子体色散关系，包含所有多极模态，并采用广义紧束缚方法。对于足够小的颗粒 ($kd \ll 1`，其中$k$为波矢、$d$为颗粒间距), 计算为精确。最低能带与以往的点偶极计算仅在颗粒半径$a \lesssim d/3$时略有差异，但在间距更小时差异显著。我们还计算了许多更高能带的色散关系，并估算了由于单颗粒耗能导致的最低两个能带的群速度$v_g$和能量传播的指数衰减长度$\xi_D$。对于$a/d=0.33$,$\xi_D$的结果与实验中金纳米颗粒链的结果在定性上一致；而对于更大的$a/d$，如$a/d=0.45$,$v_g$和$\xi_D$预计会因多极修正而呈强$k$依赖。当$a/d \sim 1/2$ 时，我们预测谱中出现新奇渗透效应，发现等离子体能带结构中惊人的对称性。最后，我们在时域中对 Drude 金属的能带方程进行了改写，并建议如何在运动方程中包含局部驱动电场。