银钠双对称破缺纳米天线中径向等离激元暗模式的超长寿命研究

本文报道了一种具有双对称破缺结构的银钠异质纳米天线，通过激发由径向电场主导的四极等离激元模式（quadrupole plasmonic mode），实现了32.2 fs的超长等离激元寿命，是单银纳米棒寿命的10.4倍。研究结合钠材料的低损耗特性与法诺共振（Fano resonance）的亚辐射阻尼机制，突破了贵金属纳米结构的寿命限制，为低损耗纳米电路（low-loss nanocircuits）、高效光催化（efficient photocatalysis）和超分辨光谱（super-resolution spectroscopy）提供了新思路。

　　

Highlight
我们通过时域有限差分法（FDTD）研究了银钠双对称破缺纳米天线中的暗径向等离激元模式（DRP modes），发现其寿命可达32.2 fs，较单银纳米棒提升10.4倍。这种突破性进展源于纳米天线间隙中由径向电场主导的四极等离激元模式的激发。

Results and discussion
图1(a)展示了线偏振宽带激光脉冲在对称破缺银钠纳米棒中激发超长寿命法诺等离激元模式的示意图。该结构诱导出以纳米天线间隙径向电场为主导的四极等离激元模式，激光脉冲垂直入射至表面。具体模拟参数详见方法部分。

Conclusions
总之，我们的研究表明：通过激发径向电场主导的四极等离激元模式，结合钠材料的低损耗特性和法诺共振的亚辐射阻尼机制，可显著突破贵金属纳米结构的等离激元寿命限制。相比传统策略，这种双对称破缺结构为实现可调控的超长等离激元寿命提供了新范式。