User:Heihaheihaha/Plasmonics

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促进可见光谱中负折射的质子波导设计

等离子激元纳米等离子激元[1]是指沿纳米尺度的金属-电介质界面产生、检测和操纵光频率的信号。 [2]等离子激元顺应了光学器件小型化的趋势(,并可应用于传感、显微镜、光通信和生物光子学中。 [3]

原理[编辑]

等离子体激元通常利用所谓的表面等离子体激元 (SPPs) [2] ,它是金属表面电子在外界电磁场作用下产生集体振荡的现象。 SPP 模式强烈地受限在它们的支持界面,从而产生强烈的光-物质相互作用。特别是金属中的电子气体随电磁波振荡。由于移动中电子被散射,等离子体信号通常有较大的欧姆损耗,这导致了信号传输距离被限制在亚厘米范围内, [4]除非混合光子光导网络, [5] [6] [7]或等离子体使用增益放大[8] 。除了 SPP,由金属纳米颗粒支持的局部表面等离子体模式被称为等离子体模式。这两种模式的共同特点是动量值大,这使得光子态的局部密度得到强烈的共振增强, [9]可以用来增强光电器件的弱光学效应。

前景和挑战[编辑]

目前人们正致力于结合等离子体与电路,以及在电路模拟中结合电子的尺寸效率和积体光学的数据承载力。 [[Category:纳米技术]] [[Category:超穎材料]] [[Category:纳米电子学]] [[Category:光子学]]

  1. ^ Novotny, Lukas; Hecht, Bert. Principles of Nano-Optics. Norwood: Cambridge University Press. 2012. ISBN 9780511794193. 
  2. ^ 2.0 2.1 Maier, S. A.; Brongersma, M. L.; Kik, P. G.; Meltzer, S.; Requicha, A. A. G.; Atwater, H. A. Plasmonics-A Route to Nanoscale Optical Devices. Advanced Materials. 2001, 13 (19): 1501–1505. doi:10.1002/1521-4095(200110)13:19<1501::AID-ADMA1501>3.0.CO;2-Z. 
  3. ^ Gramotnev, Dmitri K.; Bozhevolnyi, Sergey I. Plasmonics beyond the diffraction limit. Nature Photonics. 2010, 4 (2): 83–91. Bibcode:2010NaPho...4...83G. doi:10.1038/nphoton.2009.282. 
  4. ^ Barnes, William L. Surface plasmon–polariton length scales: a route to sub-wavelength optics. Journal of Optics A. 2006-03-21, 8 (4): S87–S93. doi:10.1088/1464-4258/8/4/s06. 
  5. ^ Boriskina, S. V.; Reinhard, B. M. Spectrally and spatially configurable superlenses for optoplasmonic nanocircuits. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2011-02-07, 108 (8): 3147–3151. Bibcode:2011PNAS..108.3147B. PMC 3044402可免费查阅. PMID 21300898. arXiv:1110.6822可免费查阅. doi:10.1073/pnas.1016181108可免费查阅. 
  6. ^ Ahn, Wonmi; Hong, Yan; Boriskina, Svetlana V.; Reinhard, Björn M. Demonstration of Efficient On-Chip Photon Transfer in Self-Assembled Optoplasmonic Networks. ACS Nano. 2013-04-25, 7 (5): 4470–4478. PMID 23600526. doi:10.1021/nn401062b. 
  7. ^ Santiago-Cordoba, Miguel A.; Boriskina, Svetlana V.; Vollmer, Frank; Demirel, Melik C. Nanoparticle-based protein detection by optical shift of a resonant microcavity. Applied Physics Letters. 2011-08-15, 99 (7): 073701. Bibcode:2011ApPhL..99g3701S. S2CID 54703911. arXiv:1108.2337可免费查阅. doi:10.1063/1.3599706. 
  8. ^ Grandidier, Jonathan; des Francs, Gérard Colas; Massenot, Sébastien; Bouhelier, Alexandre; Markey, Laurent; Weeber, Jean-Claude; Finot, Christophe; Dereux, Alain. Gain-Assisted Propagation in a Plasmonic Waveguide at Telecom Wavelength. Nano Letters. 2009-08-12, 9 (8): 2935–2939. Bibcode:2009NanoL...9.2935G. PMID 19719111. doi:10.1021/nl901314u. 
  9. ^ S.V. Boriskina, H. Ghasemi, and G. Chen, Materials Today, vol. 16, pp. 379-390, 2013