論文の概要: Ultrafast Plasmon-mediated Superradiance from Vertically Standing Molecules in Metallic Nanocavities

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.02706v1
• Date: Sun, 5 Mar 2023 16:15:55 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-07 18:17:03.282725
• Title: Ultrafast Plasmon-mediated Superradiance from Vertically Standing Molecules in Metallic Nanocavities
• Title（参考訳）: 超高速プラズモンによる金属ナノキャビティの垂直立位分子からの超放射
• Authors: Yuan Zhang, Yuxin Niu, Shunping Zhang, Yao Zhang, Shi-Lei Su, Guangchao Zheng, Luxia Wang, Gang Chen, Hongxing Xu, Chongxin Shan
• Abstract要約: プラズモンを介する金属ナノスフィアの分子の超放射光は10年前に提案された。 超高速プラズモンを介する超放射光パルスは、金ナノ粒子内部で垂直に立っている強励起メチレンブルー分子で観測できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.790782689221306
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Plasmon-mediated superradiance for molecules around metallic nanospheres was proposed ten years ago. However, its demonstration has not been achieved yet due to the experimental difficulty of positioning molecules, and the theoretical limitation to the enhanced collective rate of low excited molecules. In this Letter, we propose that the ultrafast plasmon-mediated superradiant pulses can be observed with strongly excited methylene blue molecules standing vertically inside gold nanoparticle-on-mirror nanocavities. Our simulations indicate that in this system the molecules could interact with each other via plasmon- and free-space mediated coherent and dissipative coupling. More importantly, the coherent coupling mediated by short-ranged propagating surface plasmons cancel largely the direct dipole-dipole coupling mediated by the free-space field, and the dominated dissipative coupling mediated by relatively long-ranged gap plasmons enables the ultrafast superradiant pulses within picosecond scale. Our study opens up the possibility of studying the rich superradiant effects from the quantum emitters in a sub-wavelength volumn by engineering the plasmonic environments.
• Abstract（参考訳）: プラズモンによる金属ナノスフィアの分子の超放射性は10年前に提案された。 しかし、分子の位置決めが実験的に困難であることや、低励起分子の集合速度の増大に対する理論的制限により、その実証はまだ達成されていない。 本報告では、超高速プラズモンによる超ラジアントパルスを、金ナノ粒子オンミラーナノキャビティ内部に垂直に並立するメチレンブルー分子によって観察可能であることを示唆する。 我々のシミュレーションは、このシステムでは分子がプラズモンと自由空間を介するコヒーレントおよび散逸結合を介して相互作用できることを示唆している。 より重要なことは、短距離伝播面プラズモンを介するコヒーレントカップリングは、自由空間場によって媒介される直接双極子-双極子カップリングの大部分をキャンセルし、比較的長距離ギャッププラズモンを介する支配的な散逸結合はピコ秒スケール内で超高速超ラジカルパルスを可能にすることである。 本研究は、プラズモニック環境の工学的手法により、サブ波長のボルンにおける量子エミッタからのリッチな超ラジアント効果を研究する可能性を開くものである。

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