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Enregistrement W2563224776 · doi:10.1002/9783527808465.emc2016.6624

Toroidal dipole plasmon resonance modes in upright split ring resonators

2016· other· en· W2563224776 sur OpenAlexaff
Isobel C. Bicket, Edson P. Bellido, Ahmed Y. Elsharabasy, Mohamed H. Bakr, Gianluigi A. Botton

Notice bibliographique

RevueEuropean Microscopy Congress 2016: Proceedings · 2016
Typeother
Langueen
DomaineEngineering
ThématiquePlasmonic and Surface Plasmon Research
Établissements canadiensMcMaster University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésDipoleMetamaterialSplit-ring resonatorMagnetic dipolePhysicsResonatorSurface plasmonPlasmonToroidOpticsResonance (particle physics)Electric dipole momentMagnetic momentLocalized surface plasmonCondensed matter physicsMaterials scienceAtomic physicsPlasma

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Nanoscale split ring resonators (SRRs) have been a popular topic of study due to their surface plasmon resonance (SPR) modes and their many interesting interactions with light. They can be used as components in metamaterials exhibiting, among other properties, a negative refractive index. The surface plasmon properties of these structures are strongly dependent on their size and spatial arrangement. Most studies so far have focussed on the horizontal SRR due to the ease of fabrication. However, there are some advantages to be gained in the design of materials using upright SRRs. We are studying a structure composed of four upright SRRs as shown in Figure 1. The coupling of these four upright SRRs produces a magnetic dipole moment and a toroidal dipole moment. The toroidal dipole moment, when compared to electric and magnetic dipole moments, shows a higher quality factor and lower gain threshold for a nanoscale laser analogue, the spaser (surface plasmon amplification by stimulated emission of radiation) [1]. The presence of a strong toroidal dipole moment isolated from magnetic and electric dipole moments makes the structure under study a promising candidate for a spaser for use in on‐chip telecommunications. A similar structure was first realized experimentally in the microwave regime of the electromagnetic spectrum [2]. Scaling the geometry down to nanoscale dimensions has been shown by simulation to shift the toroidal dipole energies into the near infra‐red regime [1]. In this work we demonstrate the experimental fabrication (Figure 2) and characterization of this structure using electron energy loss spectroscopy (EELS), with confirmation of the modes provided by finite element method (FEM) simulations. We have fabricated this structure using a double patterning process in electron beam lithography, with precise alignment of the second lithography layer to the first. The structures are made from gold deposited on a 50 nm thick silicon nitride membrane. We probe the plasmon modes using EELS on a monochromated scanning transmission electron microscope, collecting spectrum images with nanometer spatial resolution and 60 meV energy resolution. We extract site‐specific spectra (Figure 3a) and energy‐resolved maps of the SPR modes (Figure 3b, c). We apply the Richardson‐Lucy algorithm to further increase the effective energy resolution and identify the magnetic and toroidal dipole modes at energies of 0.52 eV and 0.72 eV, with SPR maps as shown in Figure 3b and 3c, respectively. We are able to correlate our EELS results with COMSOL Multiphysics FEM simulations. The simulated SPR response is given in Figure 3a, d, and e, showing close agreement in the peaks with our experimental data. Simulations confirm the low energy magnetic dipole mode (0.56 eV) and reveal two closely spaced toroidal dipole modes (0.61 eV, 0.66 eV) which are not perfectly resolved in the EELS data. We are able to tune the energy and strength of the toroidal dipole moment through tuning of the fabrication parameters; with careful design this structure is a promising spaser design for a range of applications near telecommunications frequencies.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict), Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)
Catégories consensuellesCharge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Sans objet · Signal consensuel: Sans objet
GenreSignal candidat: Autre · Signal consensuel: Autre
Score de désaccord entre enseignants0,046
Score d'incertitude au seuil0,999

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,006

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,008
Tête enseignante GPT0,243
Écart entre enseignants0,234 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; les deux têtes enseignantes s’accordent sur ce qui est montré ici.

Devis d'étudeSans objet
Domainenon disponible
GenreAutre

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations1
Publié2016
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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