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Electric tuning of plasmonic resonances in ultrathin gold nanoribbon arrays

Photonics Research 2024年第08期12卷 1750-1759页

作者： ZHENXIN WANG ALEXEY V.KRASAVIN chenxinyu pan JUNSHENG ZHENG ZHIYONG LI XIN GUO ANATOLY V.ZAYATS LIMIN TONG pan WANG State Key Laboratory of Extreme Photonics and Instrumentation College of Optical Science and Engineering Zhejiang University Department of Physics and London Centre for Nanotechnology King's College London Jiaxing Key Laboratory of Photonic Sensing & Intelligent Imaging Intelligent Optics & Photonics Research Center Jiaxing Research Institute Zhejiang University

Ultrathin plasmonic nanostructures offer an unparalleled opportunity for the study of light–matter interactions at the nanoscale and realization of compact nanophotonic devices. In this study, we introduce an ultrathin gold nanoribbon array and demonstrate an electric approach to actively tuning its plasmonic resonance, which leveraging the extreme light confinement capability in the ultrathin plasmonic nanostructure and a robust nanoscale electro-optical effect in indium tin oxide. Optimizing the design(to a total thickness as small as 12 nm for a 2-nmthick gold nanoribbon array), we numerically demonstrate a spectral shift in the plasmonic resonance up to 36 nm along with an approximately 16% change in the transmission at a gate voltage below 1.7 V at the wavelength of1.47 μm. This work presents progress towards electric tuning of plasmonic resonances in ultrathin metallic nanostructures for various applications including surface-enhanced spectroscopy, spontaneous emission enhancement,and optical modulation.

关键词： Chemical sensors Diffraction limit Electrooptical effects Indium tin oxide Light matter interactions Nanostructures

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基于非弹性电子隧穿的表面等离激元激发

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人工晶体学报 2021年第7期50卷 1275-1286页

作者：郑钧升刘璐芳潘陈馨钰郭欣童利民王攀浙江大学光电科学与工程学院现代光学仪器国家重点实验室杭州310027

表面等离激元是一种存在于金属(或掺杂半导体)-介质界面的电磁极化和振荡现象,可以显著增强纳米尺度光与物质的相互作用,在波导、生化传感、超快调制、探测以及非线性光学等领域具有重要应用前景。表面等离激元的激发主要采用受衍射极... 详细信息

表面等离激元是一种存在于金属(或掺杂半导体)-介质界面的电磁极化和振荡现象,可以显著增强纳米尺度光与物质的相互作用,在波导、生化传感、超快调制、探测以及非线性光学等领域具有重要应用前景。表面等离激元的激发主要采用受衍射极限限制的光学激发方式,通常需要棱镜、光栅等大尺寸光学元件的辅助,这极大限制了等离激元器件的小型化和片上高密度集成。通过将等离激元纳米结构和隧道结集成起来,低能量的隧穿电子可以直接激发该结构的等离激元模式,具有超小尺寸、超快调制速度等优点。本文将回顾基于电子隧穿效应的表面等离激元激发的研究历史,并着重介绍该领域的最新研究进展。

关键词：表面等离激元隧道结非弹性电子隧穿光学天线局域光学态密度发光波导

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