最新Nature: 研究納米尺度電磁學的通用性理論實驗框架

【引言】

宏觀電磁邊界條件的建立已歷百年時間，為在宏觀尺度理解光子及其相關學科做出了重要的貢獻。然而，這一經典描述忽略了納米以下的尺度范圍，導致系統在近埃米級別的納觀尺度上經典預測和實驗觀測的巨大差異。現今的理論計算方法，不論是自上而下的現象學方法還是自下而上的第一性原理計算方法，都被計算需求限制從而無法處理多尺度系統問題。因此，在納米尺度上創造統一和普遍通用的計算和實驗框架是目前亟待解決的挑戰

【成果簡介】

近期，美國麻省理工學院的楊易、Di Zhu以及T. Christensen（共同通訊作者）等人引入并實驗驗證了一種能夠適用于多尺度問題的框架方法，通過表面響應（surface-response）函數Feibelman d來重新論證闡釋電子學尺度現象。研究人員建立了一系列實驗流程，用微擾理論和大量非經典效應的實驗觀察來測量這些彌散復雜的表面響應函數。通過這些實驗和計算，研究人員在具有典型多尺度結構的納米諧振器中檢測到了超過30%的非經典譜學移動和類Kreibig擴展的分解。研究人員認為，這些研究成果為針對納米尺度電磁學現象的研究和建模提供了理論實驗框架。2019年12月11日，相關成果以題為“A general theoretical and experimental framework for nanoscale electromagnetism”的文章在線發表在Nature上。

【圖文導讀】

圖1 框架、實驗結構和檢測到的非經典譜學移動

圖2檢測設置和樣品照片

圖3 Au–AlOx界面表面響應函數的潔廁

圖4 非經典校正的有效性

文獻鏈接：A general theoretical and experimental framework for nanoscale electromagnetism（Nature, 2019, DOI: 10.1038/s41586-019-1803-1）

本文由材料人學術組NanoCJ供稿。

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