論文の概要: Quantum-hydrodynamic modal perspective on plasmonic gap structures
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.04804v1
- Date: Fri, 06 Dec 2024 06:26:29 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-09 15:55:04.669147
- Title: Quantum-hydrodynamic modal perspective on plasmonic gap structures
- Title（参考訳）: プラズモンギャップ構造における量子-流体力学的モーダル視点
- Authors: Pu Zhang, Christos Tserkezis, N. Asger Mortensen,
- Abstract要約: プラズモニックギャップ構造は、極端に光を閉じ込めることのできる数少ない構成の一つである。
プラズモニック反応は、ギャップサイズが0に近づくにつれて、劇的な量子効果駆動の遷移を行う。
ここでは、量子流体力学理論(QHT)に基づく準正規モード(QNM)解析を用いて、プラズモン応答の遷移について、新しいモーダル視点を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.6897267177024595
- License:
- Abstract: Plasmonic gap structures are among the few configurations capable of generating extreme light confinement, finding applications in surface-enhanced spectroscopy, ultrasensitive detection, photocatalysis and more. Their plasmonic response undergoes a dramatic, quantum effect-driven transition as the gap size approaches zero. Modal analysis can reveal insights into the mechanisms governing this process, which are otherwise obscured by nonlocal damping effects. Here, we offer a fresh modal perspective on the transition of the plasmonic response using quantum hydrodynamic theory (QHT)-based quasinormal mode (QNM) analysis. Focusing on the bonding dipolar and charge-transfer plasmons of a nanosphere dimer, we examine the detailed mode transition through the touching regime as well as the asymptotic behavior compared with the classical results as the constituent nanoparticles either separate or overlap. The complex eigenfrequency particularly provides accurate information on the linewidth and quality factor of the plasmon modes. We introduce an index to characterize charge-transfer efficiency, especially for the charge-transfer plasmon. The significant role of nonlocal damping in the mode evolution is elucidated by our mode-resolved QHT-QNM analysis. The insights from our theoretical study provide an integrated understanding of mode evolution in plasmonic gap structures, which can further advance gap structure-based applications.
- Abstract（参考訳）: プラズモニックギャップ構造は、極端に光閉じ込めを発生させることができる数少ない構成の1つであり、表面増強分光、超感度検出、光触媒などへの応用を見いだすことができる。
プラズモニック反応は、ギャップサイズが0に近づくにつれて、劇的な量子効果駆動の遷移を行う。
モーダル分析は、非局所減衰効果によって隠蔽されるこのプロセスを制御するメカニズムの洞察を明らかにすることができる。
ここでは、量子流体力学理論(QHT)に基づく準正規モード(QNM)解析を用いて、プラズモン応答の遷移について、新しいモーダル視点を提供する。
ナノスフィアダイマーの結合双極子および電荷移動プラズモンに着目し, ナノ粒子が分離または重なり合うような古典的な結果と比較して, 触覚状態と漸近挙動の詳細なモード遷移を調べた。
複素固有周波数は、特にプラズモンモードの線幅と品質係数に関する正確な情報を提供する。
電荷移動効率を特徴付ける指標,特に電荷移動プラズモンについて紹介する。
モード進化における非局所減衰の重要な役割は、モード分解QHT-QNM分析によって解明される。
理論的な研究から得られた知見は、プラズモンギャップ構造におけるモードの進化を総合的に理解し、ギャップ構造に基づくさらなる応用を推し進めることができる。
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