等离激元机械系统：原理和应用

Plasmomechanical Systems: Principles and Applications

https://doi.org/10.1002/adfm.202103706

通过等离激元纳米结构将电磁波和力学特征位移场限制在纳米尺寸，这为大大增强相互作用强度、增加带宽、降低功耗、芯片级制造和高效驱动纳米机械系统提供了前所未有的机会。相反，将机械谐振器耦合到等离激元纳米结构会为其他静态等离激元结构引入机械自由度，从而即使对于微小的位置变化也会产生极大的共振位移。等离激元和机械力学的这种纳米级结合形成了一个称为等离激元机械力学的新研究领域，该领域探索了光与等离激元机械纳米谐振器之间耦合的基本原理。作者综述了等离激元机械系统作为新兴研究领域的基本概念和应用。在概述了等离激元机械系统的基本原理之后，对等离激元纳米机械系统的主动调谐机制进行了广泛的分析。此外，介绍了等离激元机械系统在生物传感和红外检测等应用中的最新发展，并展望了等离激元机械纳米系统对开发快速检测早期致命疾病的影响。

电化学表面等离激元共振光谱用以研究金属锂沉积初期过程

Electrochemical Surface Plasmon Resonance Spectroscopy for Investigation of the Initial Process of Lithium Metal Deposition

https://doi.org/10.1021/jacs.1c04934

锂金属在负极表面电沉积的初期过程决定了锂金属二次电池的充电性能。然而，在操作条件下，通常难以检测到微小的沉积或锂金属的早期成核和生长过程。作者提出了一种光学诊断方法来应对这些挑战。表面等离激元共振(SPR)光谱与电化学操作结合是一种很有前景的技术，可以对锂金属电沉积的初期阶段进行超灵敏检测。SPR由沉积在玻璃基板上的铜薄膜激发，该铜膜还可用作集电器，实现锂金属电化学沉积。对于基于碳酸丙烯酯(PC)的锂离子电池电解液，在循环伏安法和恒流操作下，通过反射光谱中SPR吸收倾角的变化很容易检测到锂金属沉积。电化学SPR对金属沉积高度敏感，已证明能够检测大约 0.1 nm的厚度，这对应于少量的锂原子层。为了确定生长机制，模拟了各种可能的锂金属沉积过程的SPR反射光谱。将模拟光谱与实验数据进行比较，发现与PC基电解质锂金属沉积的成核和生长模型非常吻合。电化学SPR测量是对初期锂金属沉积过程检测的宝贵工具。

等离激元牛眼天线产生径向极化单光子

Generation of Radially Polarized Single Photons with Plasmonic Bullseye Antennas

https://doi.org/10.1021/acsphotonics.1c00459

在许多应用中急需径向偏振光束，因为它们在强烈聚焦时会产生纵向偏振场。然而，单光子源由于其偶极性质，通常仅限于产生线性偏振光子。作者报告了耦合到牛眼等离激元天线的纳米金刚石(ND)中的氮空位(NV)中心发射的径向极化单光子。数值模拟证明，在优化的牛眼结构下，以设计波长发射的光子的收集效率可以超过80%。对发射角分布的分析表明，即使通过使用0.2 NA物镜将检测限制在主瓣，检测效率也可以超过55%。通过将NV-ND单光子发射器耦合到牛眼天线，检测到的径向偏振光子总数增加了3倍。径向偏振单光子的产生为单光子成像和传感提供了新的可能性。

弯曲等离激元纳米线在镜像腔上的弹性光束和SERS发射

Beaming Elastic and SERS Emission from Bent-Plasmonic Nanowire on a Mirror Cavity

https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.1c01923

作者报道了由弯曲纳米线在反射镜(b-nwm)腔上发射的弹性光束和表面增强拉曼散射(SERS)的实验观察结果。利用偏振分辨傅立叶平面和能量-动量成像技术对系统进行了探测，以研究发射波矢的光谱和角特征。由扭结发出的外耦合弹性散射光具有狭窄的角扩散。通过具有明确分子取向的自组装单分子层，利用腔中的面外电场来增强分子的拉曼发射并实现光束SERS发射。计算弹性散射和SERS发射的方向性分别为16.2和12.5 dB。采用三维数值有限元和时域有限差分数值模拟对实验数据进行了验证。这项研究对于理解发射体与细长等离激元腔的耦合以及设计片上光学天线有重要意义。

本文转自：https://mp.weixin.qq.com/s/gkKeVRObqmMCECiinFaysw

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