通过改变几何尺寸减少金属纳米结构的能量损失

香港城市大学（CityUHK）的研究人员发现，可以显着减少金属纳米结构的能量损失。通过改变这些结构的几何尺寸，研究人员释放了它们的全部潜力，为开发更强大、更高效的纳米级光学器件铺平了道路。

该研究团队由香港城市大学电机工程学系讲座教授蔡鼎平教授和澳大利亚国立大学尤里·基夫沙尔教授共同领导。 Kivshar教授还于2023年担任香港城市大学香港高等研究院客座研究员。

香港城市大学电气工程系的梁耀博士说：“这一突破解决了长期存在的能量损失问题，从而实现了高性能纳米级光学器件。”他是这篇题为“从局域到非局域高Q等离激元超表面，”发表在杂志上物理评论快报。

人们发现了一种新的普遍规则，即反平方根定律，表明调整等离子体纳米结构的尺寸可以显着减少能量损失。这一发现弥合了局域表面等离子体共振（LSPR）和表面等离子体激元（SPP）之间的差距，使金属阵列的共振质量提高了两个数量级。这一突破为纳米尺度上更强的光与物质相互作用开辟了令人兴奋的可能性。

将高损耗局域表面等离激元共振 (LSPR) 与低损耗表面等离激元极化激元 (SPP) 连接起来是一项艰巨的挑战，需要创新思维并脱离传统方法。

这一发现有可能彻底改变各个领域，包括传感、成像和太阳能。借助这项新技术，研究人员准备开发更强大和创新的光学设备，开创技术进步的新时代。

更多信息：姚亮等人，从局域到非局域高Q等离激元超表面，物理评论快报（2024）。 DOI：10.1103/PhysRevLett.133.053801。在arXiv：DOI：10.48550/arxiv.2311.13452