表面等离激元纳米球中量子和非局域效应对自发辐射动力学的影响

基于局域响应近似模型(LRA)、非局域流体动力学模型(HDM)、广义的非局域光响应模型(GNOR)和量子流体动力学理论(QHT),利用格林函数预解算子方法,研究钠金属球附近原子的自发辐射动力学特性.对于自发辐射增强谱,在LRA、非局域HDM和GNOR中,量子压力导致峰位蓝移,峰值急剧降小,而在QHT中,电子溢出导致峰位红移,峰值急剧增大.系统研究不同跃迁频率和偶极矩对自发辐射动力学的影响,当原子的跃迁频率与QHT下自发辐射增强谱的峰值相等时,不同模型下呈现出指数衰减和Rabi振荡的特征;而当原子跃迁频率远小于共振频率时,对较小的跃迁偶极矩,动力学均呈现出指数衰减.为获得表面等离激元-原子束缚态,QHT模型下的临界偶极矩最小,而HDM和GNOR模型所需的临界偶极矩最大.

金纳米凸起形貌和尺寸对自发辐射增强的影响

表面等离激元具有局域场增强效应,在诸多领域具有广泛的应用,包括自发辐射、新型集成光电子器件、高灵敏生物检测和新型光源等.基于经典局域响应近似模型(LRA)、非局域流体动力学模型(HDM)、广义非局域光学响应模型(GNOR)和量子流体动力学模型(QHT),研究截面金球中不同尺寸的圆锥和圆台形凸起对自发辐射增强特性的影响.结果表明:对自发辐射增强谱,相比于LRA,非局域HDM和GNOR峰位均蓝移,峰值急剧降低,而QHT峰位红移,峰值未改变;随圆锥和圆台增高,自发辐射增强谱的峰值增大;相比于锥形凸起结构,圆台形凸起结构中的自发辐射增强峰值较大;随台面半径减小,QHT中的自发辐射增强谱峰值增大,而HDM和GNOR中的峰值减小.