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，金属纳米结构的能量损失显著降低。通过改变这些结构的几何尺寸，研究人员充分发挥了它们的潜力，为开发更强大、更高效的纳米级光学设备铺平了道路。

研究团队由香港城市大学电气工程系讲座教授蔡鼎平教授和澳大利亚国立大学的 Yuri Kivshar 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的客座研究员。

“这一突破解决了长期存在的能量损失问题，从而可以实现高性能纳米级光学设备，”香港城市大学电气工程系的姚良博士说道，他是研究论文《从局部到非局部高 Q 等离子体超表面》的第一作者，该论文发表在《物理评论快报》上。

发现了一种新的普适规则，即平方根反比定律，它表明调整等离子体纳米结构的尺寸可以显著减少能量损失。这一发现弥补了局部表面等离子体共振 (LSPR) 和表面等离子体极化子 (SPP) 之间的差距，使金属阵列中的共振质量提高了两个数量级。这一突破为纳米级更强的光物质相互作用开辟了令人兴奋的可能性。

将高损耗局部表面等离子体共振 (LSPR) 与低损耗表面等离子体极化子 (SPP) 结合起来是一项艰巨的挑战，需要创新思维并摆脱传统方法。

这项发现有可能彻底改变传感、成像和太阳能等各个领域。借助这项新技术，研究人员有望开发出更强大、更具创新性的光学设备，开启技术进步的新时代。

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