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滢湿栾
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1 评述局域表面等离激元* 邵磊 1 阮琦锋 1 王建方 1 林海青 2 (1 香港中文大学物理系 (2 北京计算科学研究中心香港) 收到 jfwang@phy.cuhk.edu.hk DOI /wl 北京 ) Localized surface plasmons SHAO Lei1 RUAN Qi-Feng1 WANG Jian-Fang1 LIN Hai-Qing2 (1 Department of Physics The Chinese University of Hong Kong Shatin Hong Kong SAR China) (2 Beijing Computational Science Research Center Beijing China) 摘要局域表面等离激元使得贵金属纳米颗粒具有丰富的光学性质其应用涵盖能源生物医学安全信息超材料等诸多领域文章简要介绍局域表面等离激元的基本性质贵金属纳米结构中的局域表面等离激元共振耦合以及具有局域表面等离激元特性的贵金属纳米结构的一些重要应用关键词 Abstract 局域表面等离激元贵金属纳米结构表面等离激元耦合光场局域 Noble metal nanostructures possess rich optical properties due to their localized surface plasmon resonances, which can be excited by electromagnetic waves. Their unique plasmonic properties can be employed in various applications, such as renewable energy, biomedical science, national security, food safety, information technology, and metamaterials. In this article, we briefly review the properties of localized surface plasmons, plasmon coupling in noble metal nanostructures, and some of their important applications. Keywords localized surface plasmons, noble metal nanostructures, surface plasmon cou- pling, electromagnetic field confinement 1 引言长尺度相当的空间中衍射极限限制了光场的聚焦区域的大小同时也限制了光学显微技术的精把光场的能量集中到一个很小的区域可以显度如果把光场的能量聚焦到一个远小于波长的著地增强光和物质的相互作用在这种条件下尺度不仅可以产生强场而且可以大大促进光我们可以很容易观测到物质的一些非线性光学效学显微技术的发展但是如何进一步聚焦光场应强光还可以诱导物质的物理化学变化在使呢局域表面等离激元提供了一个解决办法(见图用凸透镜等光学元件(见图 1(a))聚焦光场时不可 1(c) (e))[1] 具有局域表面等离激元特性的金属避免会遇到一个瓶颈那就是光的衍射极限图纳米颗粒可以把光场聚焦或局域到远小于波长的 1(b)给出了透镜汇聚平行光后由于衍射产生的艾纳米尺度空间内里斑的能量分布光场的能量被聚焦在一个与波 * 香港研资局优配研究基金(批准号 CUHK401511) 国家自然科学海外及港澳学者合作研究基金(批准号 )资助项目 290 表面等离激元起源于金属(或高掺杂半导体) 纳米结构中类自由电子在外电磁场激发下电子运动与电磁场互相激励产生的共谐振荡类似于

2 声子是晶体中原子集体振荡运动的量子化描述表面等离激元(或称为电浆子) 是电子及电磁场的共谐振荡量子化后的准粒子表面等离激元携带有相应的准动量和能量在金属薄膜和介质的界面处表面等离激元可以沿着界面传播(见图 2(a)) 传播的距离决定于材料本身由于电子共谐振荡而产生的欧姆损耗这类表面等离激元被称为传导表面等离激元其具体描述可以参见童廉明与徐红星研究员发表在 2012 年第 9 期物理上的专题文章 [2] 在另外一种情况下如果把金属制备成纳米颗粒电子的共谐振荡受制于纳米颗粒几何形状所产生的边界条件电子谐振在特定的波长处图1 (a)透镜聚焦平行光的示意图 (b)600 nm 的光经过凸透镜聚焦产生的艾里斑的能量分布透镜直径和焦距都为 2 cm (c)贵金属纳米颗粒示意图 (d)直径 30 nm 长度 60 nm 的金纳米棒在其纵向共振波长 (560 nm)处局域光场的能量分布颜色条下面的数字表示对数坐标下的与激发其的电磁场产生共振这样的共相对电场场强数值(局域电场场强相对于激发光场强的比值)[1] (e)为(d) 振称为局域表面等离激元共振正是由中虚线框的放大图于表面等离激元的激发各种形状的金属纳米颗粒(如胶体金)才会在液体或玻璃中呈现金属结构的尺寸材料以及外界介电环境可调出五彩斑斓的颜色范围广可选择性地散射和吸收不同频率的光不管是传导的还是局域的表面等离激元其这些优势促使局域表面等离激元被人们广泛地研特性都与材料密切相关对特定的材料而言其究本文将不再探讨传导表面等离激元而是侧类自由电子/载流子的浓度和迁移率以及带间跃迁重于介绍局域表面等离激元的性质耦合以及它对载流子的阻尼是显著影响其表面等离激元特性们的应用的三个因素(见图 2(b)) 再综合考虑材料的化学 [3] 稳定性金银等贵金属及其合金在可见光频段 2 局域表面等离激元的基本性质是表面等离激元的良好载体在实际应用中传导表面等离激元与局域表 2.1 局域表面等离激元的理论处理面等离激元各有优势传导表面等离激元可以用于制备新型亚波长波导但受制于材料其传播值得庆幸的是尽管表面等离激元是对电子距离一般有限局域表面等离激元可以把电磁场及电磁场的量子化描述在一般情况下当考虑的能量限域在一个很小的尺度为研究光与物质的结构特征尺寸不小于 10 nm 时[5 7] 经典的麦克的相互作用(如非线性光学)提供良好的体系尤斯韦方程组即可对表面等离激元给出很准确的描为值得注意的是传导表面等离激元受制于其色述当颗粒尺寸小于 10 nm 时量子限域效应开散关系无法被从空气中直接入射到金属薄膜表始起作用 [5] 当颗粒间距小于 0.5 nm 时量子隧面的光直接激发这类表面等离激元必须借助额穿效应对等离激元的影响便不可忽略[6 7] 由于局外的结构或装置来满足其波矢匹配条件才能被激域表面等离激元描述的是金属纳米颗粒对电磁场 [4] 发起来与传导表面等离激元相比局域表面的响应因此它与小颗粒对电磁场的吸收和散射等离激元的激发就比较容易其共振频率取决于问题密切联系在一起对小颗粒散射/吸收的理论 291

3 评述因子的函数由于贵金属介电常数的实部在光频处一直是负值当它与周围环境的介电常数在某些波长处满足特定代数关系时贵金属纳米颗粒的电子发生共谐振荡即与外场达到共振在准静态近似下球形和椭球形的颗粒的极化强度可以被解析地求出当金属结构具有更复杂的形状或是在准静态近似失效的情形下我们必须借助于数值计算的方法来求解纳米结构的电磁场响应常用的数值计算方法或是在频域或是在时域对问题进行分析在频域进行模拟计算的主要有离散偶极近似方法 (discrete dipole approximation method) T 矩阵方法(T-matrix method) 有限元方法(finite element method) 和边界元法 (boundary element method) 在时域进行模拟计算的方法主要是有限时域差分方法 (finite-difference time-domain method) 目前比较常用的是有限时域差分方法市场上也已经有很成熟图2 (a)金属薄膜上的传导表面等离激元和金属纳米颗粒上的局域表面等离激元的示意图波浪形红线仅代表电子气振动不代表波长大小 (b)能的商用软件[10]来实现基于有限时域差分方法的电磁学模拟够承载表面等离激元的材料椭球代表该材料在所处的光谱区域有较高的带间损耗球形代表低的带间损耗[3] 2.2 局域表面等离激元的特性研究归结为求解特定边界条件下的麦克斯韦方程正如我们上面提到的对小颗粒表面等离激组早在 1908 年米氏(Mie)便给出了单色平面元的求解是求解特定边界条件下的麦克斯韦方程波球体散射/吸收的解析解在后续的研究中这组正因如此改变颗粒的形状/大小(即边界条一解析解被拓展到球体核壳结构椭球结构甚件)或颗粒的材料/周围介质(即物质的介电响应) 至多个球的结构关于米氏理论的详细推导大可以显著改变颗粒的表面等离激元响应自 2003 家可以参阅玻恩和沃尔夫合著的光学原理一年左右开始使用化学方法生长贵金属纳米颗粒 [8] 书如果纳米颗粒的尺寸远小于波长我们也的技术取得了长足的进展到现在为止化学家可以应用准静态近似将小颗粒的散射/吸收问题和材料学家们已经可以精细地调控贵金属纳米颗简化成求解小颗粒在均匀电场中的极化问题计粒的尺寸和形状人们已经可以用湿化学方法在算出颗粒的极化强度即可求解它对电磁场的吸溶液中生长出金和银的纳米球纳米立方体纳收和散射 [9] 对于一定形状的颗粒其极化强度米棒纳米双锥纳米三角板/六角片纳米多面可以表达成金属和环境的介电常数以及颗粒几何体(八面体十六面体二十四面体等) 纳米星 292

4 星以及不同金属的核壳结构 [11] 这些形貌的调化而能量较低的纵向表面等离激元共振峰的波长控技术已经相当成熟而且部分已经被初步商业随纳米棒长径比的增加而发生显著红移(见图 3 化目前针对表面等离激元领域日益增长的对 (g) (i)) 因为实验中金纳米棒的直径调控范围要金属纳米材料的需求国内外都有公司提供高质比长度调控范围小得多通过调控金纳米棒的长量的贵金属纳米颗粒如香港的 NanoSeedz 美径比我们可以把纵向表面等离激元共振波长从国的 Nanopartz 和 Sigma Aldrich 公司等等可见波段一直调控到近红外波段 [12 14] 不同金属组分形状大小的纳米颗粒具有截然不除了共振波长容易通过化学合成方法进行调同的局域表面等离激元性质典型的例子就是金控外局域表面等离激元另一个振奋人心的性质纳米球和纳米棒(见图 3) 金纳米球局域表面等离就是它赋予了贵金属纳米颗粒巨大的散射/吸收截激元的偶极共振模式随其直径的增加而不断红面 [1] 散射/吸收截面定量地描绘了光与颗粒相互移当球大到一定程度其表面等离激元的高极作用的强弱我们可以想象颗粒所在处有一块 [15] 矩共振模式也可被观测到随着金纳米球尺寸三维空间区域只有经过这个特定区域的光子才的增大金纳米球显现出不同的散射/吸收特性会被散射/吸收散射和吸收的总和称为消光因此其胶体溶液显现出不同的颜色(图 3(a) (f)) 图 4 简要地对比了 4 种常见的纳米级物体的消光对于金纳米棒而言它有两个偶极的局域表面等截面可以看出 4 种物体中只有贵金属纳米晶离激元共振模式分别对应于电子沿棒的长短具有比自身物理截面更大的光学消光截面值得轴方向的谐振我们称之为纵向和横向的表面等注意的是原子/离子有机染料分子半导体离激元共振模式其中纵向表面等离激元的共振量子点的吸收截面一般比散射截面大几个数量 [16] 能量较低随着长径比的增加金纳米棒沿级因而吸收占据主导地位而对于贵金属纳长短轴的极化强度随波长的依赖关系也随之改米晶吸收和散射都很重要并在不同领域中变一般在实验中我们观察到能量较高的横向表各有不同的应用面等离激元共振峰的波长几乎不随纳米棒长径比变局域表面等离激元对周围介质的灵敏响应同图3 金纳米球/ 棒的表面等离激元特性 [15, 16] 左栏图分别展示了不同直径的金纳米球的透射电子显微镜照片((a) (d)) 胶体溶液的照片(e)和它们的消光光谱 (f) 右栏图分别展示了不同长径比的金纳米棒的示意图 (g) 胶体溶液的照片(h)和它们的消光光谱(i) 293

5 评述波长的变长而增加在实际应用中我们可以通过测量局域表面等离激元的消光/散射信号来监测贵金属纳米颗粒附近的介电环境从而制成高灵敏度的化学/生物传感器局域表面等离激元的另一项深具应用潜力的性质就是它有极高的光热转换效率[16] 贵金属纳米颗粒将吸收的光能转化为电子谐振的动能继而通过晶格对电子的散射把这一能图4 量转化为晶格的振动能晶格振动 4 种纳米级物体的光学消光截面对比[1](LSP 为局域表面等离激元) 的热能可以进一步传递到周围环境从而升高环境的温度 ( 见图 5(d)) 贵金属纳米颗粒的小体积使得加热可以只局域在一个亚微米的空间突破了传统加热方法很难局域化的缺点同时由于在共振波长处贵金属纳米颗粒的光吸收截面大大超过其物理截面所以它们具有很强的光热转换能力对于一种贵金属纳米颗粒而言当入射光的波长接近它的局域表面等离共振峰时其光热转换效果最佳(见图 5(e)) 对不图5 金纳米棒局域表面等离激元对介质折射率的响应((a) (c))以及它的光热转换特性((d) (f))[16] 同的贵金属纳米颗粒它们的光热转换效率决定于各自表面等离样引人关注(图 5(a) (c)) 定性地看当增大周激元的辐射衰减(散射)和非辐射衰减(吸收)的相围介质的折射率(介电常数)使贵金属纳米颗粒被对大小因而也取决于颗粒的大小形状和组激发时周围的介质中会诱导出更多的极化电荷分我们研究小组已经从实验和理论上阐明了光来屏蔽金属纳米颗粒内部电子振荡的库仑回复热转换效率随颗粒尺寸减小而增大的变化规律力减小的库仑回复力最终会导致表面等离激元 (见图 5(f))[16] 随着颗粒尺寸的减小表面等离激共振频率的降低即共振波长的红移以金纳米元非辐射和辐射衰减的比值变大更多的光被颗棒为例当它分散在具有不同折射率的溶液中粒吸收从而转化为热而不是被散射出去贵金时我们可以从计算所得的消光谱中清楚地看出属纳米颗粒的光热转换性质促使它在癌症热疗这种红移效应(见图 5(b))[16] 对金纳米棒的纵向表药物释放蒸汽制备等应用中具有独特的优势面等离共振峰而言其波长移动在一定范围内正比于介质折射率的变化当纵向表面等离共振波长在 3 局域表面等离激元的耦合可见光区域内折射率每增大 1 个单位会引起 nm的纵向等离共振峰红移(见图5(c)) 并当贵金属纳米颗粒聚集在一起的时候它们且纵向表面等离共振峰对折射率的灵敏度随共振的电子谐振由于强烈的电磁相互作用而耦合在一 294

6 起从而形成新的局域表面等离激元共振模式[17, 18] 对称性比如不同几何形状或材料的贵金属纳这种表面等离激元的共振耦合带来了两大新的特米颗粒耦合引入衬底破坏空间对称性等等(见性其一是纳米颗粒聚集体的光谱响应迥异于单图 6(f)) [22 24] 我们还可以观测到不同等离共振模体的响应(见图 6(a) (b)) 其二电磁场能量被式之间的干涉效应(类似于两个弹簧振子之间的耦极大地会聚到耦合结构的隙缝处如图 6(c)所合) 超辐射模式和次辐射模式之间的相消干涉非示当两个金纳米棒靠近到相距只有1 nm时它们常类似于原子物理中观测到的 Fano 共振效应也的局域表面等离激元发生共振耦合两个纳米棒即一对竞争的光通道之间的量子力学共振或干涉中间空隙处电场强度的增强倍数可达 10 以上所产生的光学失真[25] 我们称这种相消干涉为 Fa- 比单个金棒的电场强度的最大值大了几乎两个数 no 干涉选取特定的结构这种干涉效应可以导量级(见图 1(e)) 大部分的电磁场能量被局域在致在特定的波长处这些纳米结构对光的吸收和散一个只有几纳米的狭小空间内射全部降低到一个很小的值也即电磁感应透明 3 [18] [1] 贵金属纳米颗粒聚集体产生新的等离激元共现象(electromagnetically induced transparency) 振模式并导致复杂的光谱响应这些复杂现象可以用一个类似于原子杂化轨道理论的模型来理解 2003 年 Nordlander 和 Halas 小组提出了这一模型[19] 大大简化了对局域表面等离激元共振耦合的理解如图 6(d)所示当两个金纳米棒聚集在一起时由于空间构型的差异它们可以有两种耦合方式一种是头碰头的类似于原子外层 p 轨道电子的σ杂化另一种是肩并肩的类似原子外层p轨道电子的π杂化[16] 每种耦合方式都给出两个新的能级轨道即成键轨道和反键轨道能量高的反键轨道由于对应体系总偶极矩为零所以一般很难被光场激发成键轨道则很容易被外场激发我们把总偶极矩为零或偶极耦合减弱的模式称作次辐射模式(subradiant mode) 总偶极矩加强的模式称为超辐射模式(superradiant mode) 前者一般是窄频模式寿命长难以被外场激发后者一般是宽频模式寿命短易被外场激发需要强调的是当耦合的体系更为复杂时杂化轨道模型仍然适用除了以上提到的光谱变化和更强的光场局域能力外局域表面等离激元耦合还可以让我们观测到一些新的物理现象在外场的激发下耦合图6 局域表面等离激元的共振耦合 (a) (b)分别为单个金纳米棒和两个共振耦合的金纳米棒的散射光谱[18] (c)两个共振耦合的金纳米棒周围的电磁场能量分布[18] (d)理解的贵金属纳米结构不仅可以呈现电偶极矩模式表面等离激元耦合的轨道杂化模型(其中σ和σ*分别代表σ成满足特定条件时还可以产生交变的环形电流即键和反键杂化的耦合方式 π和π*分别代表π成键和反键杂磁偶极矩模式(见图 6(e))[20, 21] 这种光频的人造磁化的耦合方式)[16, 19] (e)共振耦合的金属纳米颗粒的光频电响应和磁响应 [20] (Einc 和 Hinc 分别表示入射光的电场和磁场方偶极矩相当于改变了宏观介质的磁导率对正向) (f)对称性破缺对表面等离激元共振耦合的影响以及在如火如荼发展的超材料(metamaterials)领域具 Fano 共振效应(ω1 ω2 分别代表两个弹簧振子的振动频率有重大意义当耦合体系中引入一定程度的不 v12 是两个弹簧振子的相互作用常数)[22 24] 295

7 评述光场的能量在空间上聚焦到一个很小的纳米尺度 4 具有局域表面等离激元的金属纳米颗粒的应用举例的范围从而带来巨大的电磁场增强它还能够在纳米尺度上控制光能量的传输因而可广泛应用于光电器件制造成像检测安全以及能局域表面等离激元具有极大而可控的吸收和源环境保护生物医学等各个领域在这里我散射性质对环境具有很敏感的响应可以把们简要地列出一些局域表面等离激元的重要应用在能源研究领域局域表面等离激元由于其独特的光学特性可以有效地利用太阳能首先光可以直接激发金属纳米颗粒的局域表面等离激元等离激元衰减时可以激发出高能量的电子这些电子被称为热电子部分热电子的能量可以高到足以越过金属半导体间的肖特基结而进入半导体的导带或直接注入临近的金属催化剂或参加化学反应的分子中从而用来驱动化学反图7 局域表面等离激元在利用太阳能研究方向的应用 (a)局域表面等离激元激发的热电子用于驱动光解水反应[26] (b)和(c) 应的进行目前科学家们已经实现了利用表面等为局域表面等离激元用于提高薄膜太阳能电池的效率 (d)局离激元激发出的热电子来进行光解水(见图7(a))和域表面等离激元用于收集光能直接把常温的水变成蒸汽[31] 光驱动有机合成化学反应[26 28] 其次由于局域表 [29] 面等离激元可以把光场的能量局域到金属纳米颗粒的周围它们可以显著提高金属纳米颗粒周围的半导体对光的吸收效率局域表面等离激元会聚的光场能量能够激发更多的带间跃迁电子因而它既可以用于促进化学反应又可用来提高半导体薄膜太阳能电池的光电转换效率(图 7(b) c)) [29] 第三局域表面等离激元使得贵金属纳米颗粒具有极高的光热转换效率这一光热转换一方面可以局域加热周围环境加快化学反应速率 [27] 另一方面由于大量的热量无法迅速扩散金属纳米颗粒周围的水被很快加热生成高温蒸汽 [30 31] 而整个溶液温度几乎没有升高因此很少的能量即可产生大量的高温蒸汽收集这些高温蒸汽可以充分利用太阳能来消毒杀菌和净化饮用水甚至可以发电以驱动一些小型电子设备运行在食品安全生物化学检测以及生物医学领域具有局域表面等离激元特性的金属纳米颗粒也具有广泛的应用空间由于贵金属纳米颗粒局图8 局域表面等离激元在食品安全生物化学检测以及生物医学领域的应用 (a)金属纳米颗粒用作易变质产品域表面等离激元共振发生在可见光波段我们可保质期的变色指示剂 [32] (b)金属纳米颗粒用于生物体内以利用贵金属纳米颗粒本身的结构改变所带来的成像药物输运以及光热治疗 [33] (c)和(d)分别为金属纳的颜色变化来追踪环境的变化例如利用金纳米米颗粒用于放大光学信号[34]及生物检测[37] 棒上包覆银的温控动力学变色过程来实时评估牛 296

8 奶中细菌的繁殖过程从而做追踪并指示牛奶在其运输和储存过程中是否变质(见图 8(a))[32] 局域表面等离激元带来的金属纳米颗粒优异的散射特性和在生物透明窗口( nm)的光热转换特性使金属纳米颗粒能够在生物组织中同时具有成像光温热疗法的光吸收剂以及药物输运载体的功能(见图 8(b))[33] 贵金属纳米结构的局域光场能量会聚电场增强的特性可以改变其周围的光场态密度从而显著增强周围光学物质的光信号(例如拉曼信号[34] 分子或半导体量子点的荧光信号 [1, 35] 稀土纳米颗粒上转换发光信号)强度 (见图 8(c))[36] 局域表面等离激元对环境的敏感响应以及电场局域特性还可使贵金属纳米结构成为良好的生物检测试剂[37] 在提高光电器件集成度的研究中局域表面等离激元显现出无与伦比的优势贵金属纳米颗粒独特的光学性质使其作为光存储材料时不仅能尽量利用其体积小的三维空间分辨优势还可以增加波长和偏振方向这两个新维度[38 39] 不同波长不同偏振的光可以写入不同的信息(见图 9(a)) 所以金属纳米颗粒可以具有比传统的高分子材料存储密度图9 局域表面等离激元在其他光学领域中的应用 (a)金属纳更高的信息成为一种五维存储材料贵金属纳米颗粒用作高密度光学存储介质[38 39] (b)局域表面等离激元在米结构巨大的电场增强效应可以充分发挥其非线非线性光学(如高次谐波辐射)领域的应用[40] (c)金属纳米颗粒性光学特性例如利用一层很薄的金属结构层就阵列形成的八木(Yagi-Uda)纳米天线 [41] (d)金属纳米颗粒阵列制备高集成度广探测范围的光电检测器[42 43] 可以产生高频的光学信号(见图 9(b)) 相互耦合 [40] 的贵金属纳米结构亦可作为纳米天线控制光场特性的金属纳米结构的研究还在不断地深入很能量在亚微米尺度定向传递(见图 9(c)) 从而为多局域表面等离激元带来的新现象还没有被完全集成光电路的发展铺平道路局域等离激元衰减理解比如局域表面等离激元对化学反应驱动的时激发出来的高能量热电子可以隧穿贵金属半具体机制量子效应对局域表面等离激元性质的导体间的肖特基结从而使贵金属半导体纳米影响一些局域表面等离激元产生的新电磁模式结构用于制造宽工作波段高集成度的光电探测等等相关的研究方兴未艾对与局域表面等离器(见图 9(d)) 激元密切联系的应用的探索也在不断地向前推 [41] [42 43] 以突破传统的半导体光电探测器在红外波段响应弱成本高的限制进比如利用贵金属纳米颗粒来做肿瘤热疗开发新型的小型而超灵敏的生物检测设备设计廉 5 结束语价的高集成度的光电器件和光学线路等等整个局域表面等离激元的研究发展还处在一个中间阶本文简要介绍了局域表面等离激元的特性段仍需要进行大量的研究工作因此这个研耦合及其相关应用目前由于探测技术的提高和究领域为有志的青年学者提供了一个恣意挥洒的纳米加工技术的发展对具有局域表面等离激元舞台在这个领域耕耘必然会大有作为和收获 297

9 评述参考文献 [1] Ming T et al. J. Phys. Chem. Lett.,2012,3:191 [2] 童廉明, 徐红星. 物理,2012,41(9):582 [3] Boltasseva A,Atwater H A. Science,2011,331:290 [4] Barnes W L,Dereux A,Ebbesen T W. Nature,2003,424:824 [5] Scholl J A,Koh A L,Dionne J A. Nature,2012,483:421 [6] Savage K J et al. Nature,2012,491:574 [7] Esteban R et al. Nat. Commun.,2012,3:825 [8] 马科斯玻恩等 ( 著 ), 杨葭荪 ( 译 ). 光学原理 ( 第七版 ). 北京 : 电子工业出版社, 2006 [9] Kreibig U,Vollmer M. Optical Properties of Metal Clusters. Berlin:Springer, 1995 [10] [11] Xiao Y N et al. Angew. Chem. Int. Ed.,2009,48:60 [12] [13] [14] [15] Ruan Q F et al. Adv. Opt. Mater.,DOI: /adom [16] Chen H J et al. Chem. Soc. Rev.,2013,42:2679 [17] Halas N J et al. Chem. Rev.,2011,111:3913 [18] Shao L et al. ACS Nano,2010,4:3053 [19] Prodan E et al. Science,2003,302:419 [20] Shafiei F et al. Nat. Nanotechnol.,2013,8:95 [21] Fan J A et al. Science,2010,328:1135 [22] Woo K C et al. ACS Nano,2011,5:5976 [23] Shao L et al. Nano Lett.,2012,12:1424 [24] Chen H J et al. ACS Nano,2011,5:6754 [25] Luk'yanchuk B et al. Nat. Mater.,2010,9:707 [26] Mubeen S et al. Nat. Nanotechnol.,2013,8:247 [27] Xiao M D et al. J. Mater. Chem. A,2013,1:5790 [28] Linic S,Christopher P,Ingram D B. Nat. Mater.,2011,10:911 [29] Atwater H A,Polman A. Nat. Mater.,2010,9:205 [30] Neumann O et al. ACS Nano,2013,7:42 [31] Fang Z Y et al. Nano Lett.,2013,13:1736 [32] Zhang C et al. ACS Nano,2013,7:4561 [33] Zhang Z J et al. Adv. Mater.,2012,24:1418 [34] Lim D K et al. Nat. Mater.,2010,9:60 [35] Ming T et al. Nano Lett.,2009,9:3896 [36] Schietinger S et al. Nano Lett.,2010,10:134 [37] Kravets V G et al. Nat. Mater.,2013,12:304 [38] Zijlstra P,Chon J W M,Gu M. Nature,2009,459:410 [39] Gu M,Li X P. Opt. Photonics News,2010,21:28 [40] Kim S et al. Nature,2008,453:757 [41] Curto A G et al. Science,2010,329:930 [42] Moskovits M. Science,2011,332:676 [43] Knight M W et al. Science,2011,332: 卷 (2014 年 ) 5 期

如何加深电动力学课程中一些经典模型的理解王振林南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室 2014 年 10 月 17 日南京

如何加深电动力学课程中一些经典模型的理解王振林南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室 2014 年 10 月 17 日南京如何加深电动力学课程中一些经典模型的理解王振林南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室 2014 年 10 月 17 日南京报告内容 1. 介质球在外场下极化模型 2. 介质棒在外场下的极化模型 3. 在金属 / 介质分界面传播的表面波色散 4. 金属表面的偶极子辐射模型 1. 介质球在外场下的极化模型金属纳米颗粒光学性质静电场球形边值问题对于放置在均匀外场中的介质球, E 球内区域的电场