研究目的
研究具有PT对称势的金属-介质-金属等离子体纳米天线的可调单向性。
研究成果
研究表明，非厄米参数κ对天线的总截面和散射方向性具有重要影响。通过改变非厄米参数κ可调控天线的单向散射特性。这些发现对设计基于活性材料的单向等离子体纳米天线具有重要指导意义。
研究不足
该研究仅限于数值模拟，未包含实验验证。所提出的纳米天线在实际应用中可能面临与精确控制非厄米参数κ的纳米结构制备相关的挑战。
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具有PT对称势的金属-介质-金属等离子体纳米天线的可调单向性
DOI：10.3389/fphy.2019.00161
期刊：Frontiers in Physics
出版年份：2019
更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要：
具有宇称-时间（PT）对称性的光子系统因其独特性质和非对称行为备受关注。本文提出一种具有PT对称势的等离子体纳米天线以实现单向散射功能。该等离子体纳米天线由三层金属层和两层介质层交替构成。当两个介质层具有相同损耗/增益系数κ时，该系统呈现PT对称特性。研究表明：被动结构（κ=0）即可实现单向散射；当感应电偶极（ED）和磁偶极（MD）模式分别满足第一或第二Kerker条件时，通过改变激发波长可在单一结构中实现前向与后向方向性的切换。此外发现非厄米参数κ会显著影响前向-后向辐射比光谱——通过调节κ可在宽频带内实现同波长辐射方向的逆转。将纳米天线排列成横向阵列时，主瓣角波束宽度可有效收窄至<6°。这些成果有助于理解有源-无源有限纳米结构的光学特性及其潜在应用，并为设计具有非对称可调响应的新型纳米结构提供新思路。
作者：
Chaowei Xu，Xiaoming Zhang，Kaiyang Cheng，Xiaobing Shang，Quan Li，Zeyong Wei，Chao Wu，Hongqiang Li
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