金属纳米颗粒二分链中的拓扑集体等离激元
介观与纳米尺度物理
2017-03-21 v2 光学
摘要
我们研究由球形金属纳米颗粒构成的二分线性链，其中每个纳米颗粒支持一个局域表面等离激元。局域表面等离激元之间的近场偶极相互作用产生集体等离激元，其扩展至整个纳米颗粒阵列。我们解析推导了集体等离激元激发的谱和本征态。在布里渊区边缘，该谱具有类似于聚乙炔电子能带结构中的伪相对论性质。我们找到了集体等离激元的有效狄拉克哈密顿量，并表明相应的旋量本征态代表一维类狄拉克有质量玻色激发。因此，该等离激元晶格展现出与一维狄拉克材料中电子类似的效果，例如由于克莱因隧穿而具有高度抑制背散射的传输能力。我们还表明该系统受非平凡Zak相控制，其预测了链中边缘态的显现。当连接两个具有不同拓扑相的二聚化链时，我们发现出现Jackiw-Rebbi中隙态的玻色版本。我们进一步研究了集体等离激元激发的辐射和非辐射寿命，并评论了实验实现所发现拓扑效应的挑战。
引用
@article{arxiv.1611.03349,
title = {Topological collective plasmons in bipartite chains of metallic nanoparticles},
author = {Charles A. Downing and Guillaume Weick},
journal= {arXiv preprint arXiv:1611.03349},
year = {2017}
}
备注
16 pages, 10 figures. v2: published version