表面等离激元极化激元辅助金属加热的理论
介观与纳米尺度物理
2021-11-10 v2 材料科学
应用物理
等离子体物理
摘要
我们提出一个在两温度描述框架内考虑等离激元的模型，以研究表面等离激元极化激元（SPP）在激光激发电子与晶格间能量重分布中的作用，该过程导致材料表面重构。此能量转移可在超短激光脉冲照射的金属中引发激光诱导表面结构的产生。两温度模型+等离激元（TTM+P）方程通过对金属中自由电子的能量、动量与密度守恒方程应用微扰理论构建。我们考虑三个子系统：晶格、热化电子与 SPP，并受外部激光场辐照。激光与 SPP 场间的干涉导致电子系统空间调制的能量吸收，并经由电子–声子碰撞周期性地塑造晶格温度。对金的一维模型进行了数值分析。我们展示了晶格温度周期性调制的出现，其可能有助于激光诱导周期性表面结构（LIPSS）的形成。
引用
@article{arxiv.2103.05044,
title = {Theory for heating of metals assisted by Surface Plasmon Polaritons},
author = {Othmane Benhayoun and P. N. Terekhin and Dmitry Ivanov and Bärbel Rethfeld and Martin Garcia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.05044},
year = {2021}
}
备注
23 pages, 5 figures