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用于高效增强分子发射体光致发光的平面等离子体纳米腔
摘要： 通过光消光和光致发光方法研究了由金属纳米颗粒与薄金属薄膜（二者间以薄介电发光膜-间隔层分隔）耦合形成等离激元间隙模式的效果，实验采用三层平面结构Au纳米颗粒单层/虫胶-染料薄膜/Au薄膜纳米结构，其中间隔层厚度在8-47纳米范围内变化。消光谱中观察到光消光增强3倍及等离激元模式红移90纳米。当间隔层厚度为8纳米时，与裸露的虫胶-染料薄膜相比，Au纳米颗粒单层/虫胶-染料薄膜/Au薄膜纳米结构显示出染料光致发光增强37倍及染料光致发光带显著红移48纳米。间隔层厚度减小会导致染料光致发光增强因子增大，表明间隙模式场增强。有限时域差分法计算显示间隙模式场强度随间隔层厚度的变化与实验数据具有良好定量一致性，证实了间隙模式在平面金属纳米颗粒单层/介电薄膜/金属薄膜等离激元纳米腔结构中电磁场增强的关键作用。通过调节间隔层厚度可可控改变位于间隙中的分子发射体的光谱位置和发光增强因子，该特性可用于新型纳米光子器件及单分子高灵敏检测。
关键词： 近场耦合、间隙厚度依赖性、分子发射体、间隙模式、等离子体纳米腔、光致发光增强
更新于2025-11-19 16:46:39
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通过扫描隧道显微镜揭示等离子体纳米腔的光学态辐射局域密度
摘要： 原子级尖锐的针尖与金属表面近距离接触时，会形成同时支持辐射型（亮态）和非辐射型（暗态）局域表面等离激元模式的等离激元纳米腔。区分它们对总光学态密度的各自贡献仍具挑战性。通过针尖-基底间隙隧穿产生的电致发光虽可识别辐射组分，但该信息本质上与系统的电子结构信息相互纠缠。本研究提出一套完全实验性的方法：通过将扫描隧道显微镜发光光谱与弹性电流测量提取的光谱信息进行比对，从而消除其中的电子结构因素。与电磁计算结果的对比表明，该方法能表征纳米腔等离激元模式在原子尺度间隙尺寸变化下经历的毫电子伏特级频移。因此，该技术可测定微观光源置于此类纳米腔时所经历的频率依赖性辐射珀塞尔增强效应。
关键词： 扫描隧道显微镜发光、等离子体纳米腔、光学态局域密度、辐射珀塞尔增强
更新于2025-09-23 15:21:01
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碳量子点在等离子体纳米腔中的强耦合
摘要： 碳量子点在等离子体纳米腔中的强耦合
关键词： 碳量子点，强耦合，等离子体纳米腔
更新于2025-09-23 15:21:01
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等离子体纳米腔中强耦合的拉比振荡研究
摘要： 发射体与等离激元纳米腔之间的强相互作用在室温量子领域具有广泛应用。由于拉比振荡直接证明了强耦合中的能量交换，从时域分析这种相互作用更为直观且必要。本文采用全量子方法给出了高损耗等离激元纳米腔中的拉比振荡现象，并提出了关于模式体积的新强耦合判据，该判据为等离激元纳米腔的纳米加工提供了重要指导。此外，我们揭示了拉比振荡与拉比分裂的关系，这有助于通过频域响应研究发射体-等离激元杂化系统的时域特性。我们设计了一个具有超小模式体积的发射体-六边形杂化系统来验证理论，数值模拟结果与理论预测高度吻合。本研究成果未来可应用于量子信息与量子计算领域。
关键词： 等离子体纳米腔、量子信息、拉比振荡、量子计算、强耦合
更新于2025-09-23 15:21:01
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金属碳纳米管纳米腔作为超紧凑低损耗法布里-珀罗等离子体谐振器
摘要： 等离子体激元谐振器能够实现对光与物质相互作用的深度亚波长调控，在基础物理和潜在技术应用领域均受到广泛研究。虽然已有多种金属纳米结构被提议作为等离子体激元谐振器，但它们在中远红外波段的性能相当有限。最近，研究人员在红外波段观测到金属单壁碳纳米管（SWNTs）中高度局域化且低损耗的Luttinger液体等离子体激元。本研究通过先进的扫描探针光刻技术将金属SWNTs加工成超洁净纳米腔，并利用红外纳米成像技术探究这些独立纳米腔中的等离子体激元模式?；谀┒烁叻瓷渎实牡壤胱犹迥擅撞ǖ嫉腇abry-Perot谐振器模型，可以准确描述模式演化与腔长及激发波长的依赖关系?；赟WNT纳米腔的等离子体激元谐振器接近等离子体激元局域化的极限，为强光-物质耦合机制开辟了新途径，有望推动多种纳米光子学应用的发展。
关键词： 等离子体纳米腔、碳纳米管、纳米光子学、红外纳米成像
更新于2025-09-19 17:13:59
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[IEEE 2019年第44届国际红外、毫米波和太赫兹波会议（IRMMW-THz） - 法国巴黎（2019年9月1日-2019年9月6日）] 2019年第44届国际红外、毫米波和太赫兹波会议（IRMMW-THz） - 用于高响应度和宽带太赫兹探测的等离子体纳米腔
摘要： 我们展示了一种基于等离子体纳米腔的高响应度宽带光电导太赫兹探测器，该探测器无需使用短载流子寿命衬底即可实现高量子效率和超快运行。实验表明，采用该探测器的时域光谱系统在0.1-4.5太赫兹范围内可提供102分贝的动态范围。
关键词： 高响应度光电导探测器、等离子体纳米腔、宽带、太赫兹
更新于2025-09-12 10:27:22
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等离子体纳米腔中的碳纳米管色心：实现电信波段光子不可区分性的途径
摘要： 在电信波长下从固态量子发射器产生不可区分的单光子，仍是实现可扩展量子信息处理面临的重要挑战。本研究通过等离子体纳米腔克服发射器量子退相干效应，首次直接在电信O波段实现了芳基功能化碳纳米管的高效不可区分单光子产生。该耦合方案产生的单光子自发辐射时间达到前所未有的10皮秒（初始为0.7纳秒），在4K温度下无需后选择即可实现高达0.79的双光子干涉可见度。我们获得了腔增强量子产率最高达74%、普塞尔因子最高达415的成果，同时保持单光子纯度高达99%。该成果证实了制备基于光纤的量子信息技术光子器件的能力——其相干特性可支持量子逻辑运算。
关键词： 等离子体纳米腔、不可区分的单光子、电信波段、碳纳米管
更新于2025-09-12 10:27:22