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D3h和D4h等离激元超分子的Fano共振光谱的 子集合分解解释

李梦君 方晖 李小明 袁小聪

D3h和D4h等离激元超分子的Fano共振光谱的 子集合分解解释

李梦君, 方晖, 李小明, 袁小聪
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  • 针对D3h和D4h对称构型金属纳米多颗粒集合即等离激元超分子表面等离激元共振光谱的子集合分解及其相对应的Fano共振光谱低谷的产生机理, 本文运用群论的方法做出了详细的分析研究. 运用与群论中求解分子简正振动模式类似的方法, 推导证实了在线偏振光入射时, Dnh环形多颗粒只有2个电偶极表面等离激元共振模式, 增加中心颗粒会使模式增加1个. 对D3h和D4h等离激元超分子的表面等离激元共振模式进行不可约表示基向量正交分解分析表明, Fano共振光谱低谷是由于两个起主要作用的相邻模式包含有共同的正交基向量, 并形成相消干涉而产生. 这进一步验证了Fano共振光谱低谷的起源除传统观点(即源自于宽频超辐射亮模式和窄频低辐射暗模式之间的耦合)之外的另一种解释视角.
      通信作者: 方晖, fhui79@szu.edu.cn
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2015CB352004)、高等学校博士学科点专项科研基金(批准号: 20130031110036)和天津市应用基础与前沿技术研究计划(批准号: 14JCYBJC16600) 资助的课题.
    [1]

    Halas N J 2010 Nano Lett. 10 3816

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    Halas N J, Lal S, Chang W S, Link S, Nordlander P 2011 Chem. Rev. 111 3913

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    Hentschel M, Saliba M, Vogelgesang R, Giessen H, Alivisatos A P, Liu N 2010 Nano Lett. 10 2721

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    Chuntonov L, Haran G 2013 MRS Bull. 38 642

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    [9]

    Tang D H, Ding W Q 2014 Chin. Phys. Lett. 31 057301

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    Li J B, He M D, Wang X J, Peng X F, Chen L Q 2014 Chin. Phys. B. 23 067302

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    Chen Z Q, Qi J W, Chen J, Li Y D, Hao Z Q, Lu W Q, Xu J J, Sun Q 2013 Chin. Phys. Lett. 30 057301

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    Lukyanchuk B, Zheludev N I, Maier S A, Halas N J, Nordlander P, Giessen H, Chong C T 2010 Nature Mater. 9 707

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    Hentschel M, Dregely D, Vogelgesang R, Giessen H, Liu N 2011 ACS Nano. 5 2042

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    Lassiter J B, Sobhani H, Knight M W, Mielczarek W S, Nordlander P, Halas N J 2012 Nano Lett. 12 1058

    [16]

    Rahmani M, Lei D Y, Giannini V, Lukiyanchuk B, Ranjbar M, Liew T Y F, Hong M H, Maier S A 2012 Nano Lett. 12 2101

    [17]

    Hopkins B, Poddubny A N, Miroshnichenko A E, Kivshar Y S 2013 Phys. Rev. A 88 053819

    [18]

    Harris D C, Bertolucci M D 1987 Symmetry and Spectroscopy (Oxford: Oxford University Press) pp135-151

    [19]

    Frimmer M, Coenen T, Koenderink F 2012 Phys. Rev. Lett. 108 077404

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出版历程
  • 收稿日期:  2015-10-04
  • 修回日期:  2015-12-07
  • 刊出日期:  2016-03-05

D3h和D4h等离激元超分子的Fano共振光谱的 子集合分解解释

  • 1. 南开大学电子信息与光学工程学院, 现代光学研究所, 天津 300071;
  • 2. 深圳大学纳米光子学研究中心深圳大学光电工程学院, 光电子器件与系统教育部重点实验室, 深圳 518060
  • 通信作者: 方晖, fhui79@szu.edu.cn
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号: 2015CB352004)、高等学校博士学科点专项科研基金(批准号: 20130031110036)和天津市应用基础与前沿技术研究计划(批准号: 14JCYBJC16600) 资助的课题.

摘要: 针对D3h和D4h对称构型金属纳米多颗粒集合即等离激元超分子表面等离激元共振光谱的子集合分解及其相对应的Fano共振光谱低谷的产生机理, 本文运用群论的方法做出了详细的分析研究. 运用与群论中求解分子简正振动模式类似的方法, 推导证实了在线偏振光入射时, Dnh环形多颗粒只有2个电偶极表面等离激元共振模式, 增加中心颗粒会使模式增加1个. 对D3h和D4h等离激元超分子的表面等离激元共振模式进行不可约表示基向量正交分解分析表明, Fano共振光谱低谷是由于两个起主要作用的相邻模式包含有共同的正交基向量, 并形成相消干涉而产生. 这进一步验证了Fano共振光谱低谷的起源除传统观点(即源自于宽频超辐射亮模式和窄频低辐射暗模式之间的耦合)之外的另一种解释视角.

English Abstract

参考文献 (19)

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