表面等离激元（SPP）SPP：自由电子的集体震荡修逝的电磁模式束缚在界面DielectricELLIEspl+E-E(O)Metal局域SP或SPR：局域振荡强局域场100nmFigure1.3:Particleplasmon亚波长的局域场效应（超小的模式体积）11WilliamL.Barnes,AlainDereux&ThomasW.Ebbesen,nature,424,824(2003);V.Zayatsa,etal,PhysRep.2005,408:131-314;
11 表面等离激元 (SPP) 亚波长的局域场效应 (超小的模式体积) 局域SP或SPR: 局域振荡 强局域场 SPP: 自由电子的集体震荡 倏逝的电磁模式束缚在界面 William L. Barnes, Alain Dereux & Thomas W. Ebbesen, nature, 424, 824 (2003); V. Zayatsa, et al, Phys Rep. 2005, 408:131–314;
局域场效应，为光与量子体系相互作用带来什么新的研究机会？WeakCouplingg<y,KWPurcell效应Mg Coupling strengthydampingofemitter12, +)Strong CouplingKdampingofcavityV2g[2, )g >》>,Ko.oModerate coupling[1, +)9YQD < g< Ksp(1, )Rabi穿裂0.MMNF10)QDSP-QDcouplingEoNature480,193(2011);Nature424,839(2003);Nphy9,329(2013)
Nature 480,193(2011); Nature 424,839(2003); Nphy 9,329(2013) Rabi劈裂 Purcell 效应 局域场效应, 为光与量子体系相互作用 带来什么新的研究机会?
有什么结果？在弱耦合区域量子发射体的弛豫速率调节?10Im(μ;Gii(O, wA)μ)10O00/M1102102.53.03.5E(ev)PIn表面等离基元的特点：1．大的Purcell系数2．各向异性弛豫速率R.R.Chanceetal,thejournalofcheimicalphysics,62,2245(1975);R.Ruppin,J.Chem.Phys76,1681 (1982)
13 量子发射体的弛豫速率调节 表面等离基元的特点: 1. 大的Purcell系数 2. 各向异性弛豫速率 R.R.Chance et al, the journal of cheimical physics, 62,2245 (1975);R. Ruppin, J. Chem.Phys. 76,1681 (1982). 在弱耦合区域, 有什么结果?
在中等耦合区域有什么结果？IMQD哈密顿量MNPCEO相互作用过程QDgRSP-QDcouplingElg>反馈机制H= hweee +hwggg-μeg(oeg +Oge)EQDMNP2.512statesdippeakR=15 nm2.012(M,0L)-1-110R=13nmeoosiee1.5(2),6282028301.52.02.5Energy hie (eV)1.0R=80nm=2x10meV0.51=10°W/cm=-60meVho.=2.5eV0.0EIIZ203040010-1.0-0.50.00.51.0Time (ps)Energy(hoha,)(meV)单光子性Fano线型，吸收的展宽和红移GarnettW.Bryant,etal,PRL97.146801(2006);A.Ridolfo,etal.,PRL105,263601(2010)
在中等耦合区域,有什么结果? Garnett W. Bryant, et al, PRL 97,146801(2006); A. Ridolfo, et al., PRL 105,263601(2010) Fano线型, 吸收的展宽和红移 单光子性 QD哈密顿量 相互作用过程 反馈机制
在强耦合区域，有什么结果？1.0由于：[neosseAbsorbance [a.u.]1.强近场增强0.52.压缩的局域场分布rT0.00.2.22.82.42.62.03.0Energy [eV]将不可逆的自发辐射过程转换为emitter和腔模可逆的能量交换过程SPP的Rabi劈裂15Phys.Rev.Lett.109.073002(2012)Nature424.839(2003)
15 在强耦合区域,有什么结果? 将不可逆的自发辐射过程转 换为emitter和腔模可逆的能 量交换过程 Nature 424. 839(2003) Phys.Rev.Lett.109.073002(2012 ) SPP的Rabi劈裂 由于: 1.强近场增强 2. 压缩的局域 场分布