Published October 27, 2021
| Version v1
Publication
Open
Influence of the electron spill-out and nonlocality on gap plasmons in the limit of vanishing gaps
Creators
- 1. Center for Biomolecular Nanotechnologies
- 2. Italian Institute of Technology
- 3. University of Florence
- 4. Universidad Blas Pascal
- 5. Institut Pascal
- 6. Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg
Description
We study the effect of electron spill-out and of nonlocality on the propagation of light inside a gap between two semi-infinite metallic regions. We compare the predictions of a local response model taking into account only the spill-out, to the predictions of a quantum hydrodynamic model able to take both phenomena into account. We show that only the latter is able to correctly retrieve the correct limit when the gap closes, while the local model suffers from undesirable features (divergence of the fields, overestimation of the losses). Finally, we show that, to a certain extent, the correct results can be retrieved using a simple local approach without spill-out or a conventional Thomas-Fermi approximation, but considering an effective gap width.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
ندرس تأثير تسرب الإلكترون وعدم الانتشار المحلي على انتشار الضوء داخل فجوة بين منطقتين معدنيتين شبه لانهائيتين. نقارن تنبؤات نموذج الاستجابة المحلي مع مراعاة الانسكاب فقط، بتنبؤات النموذج الهيدروديناميكي الكمي القادر على أخذ كلتا الظاهرتين في الاعتبار. نظهر أن الأخير فقط هو القادر على استرداد الحد الصحيح بشكل صحيح عندما تغلق الفجوة، بينما يعاني النموذج المحلي من ميزات غير مرغوب فيها (تباعد الحقول، المبالغة في تقدير الخسائر). أخيرًا، نوضح أنه، إلى حد ما، يمكن استرداد النتائج الصحيحة باستخدام نهج محلي بسيط دون تسرب أو تقريب تقليدي لتوماس فيرمي، ولكن مع الأخذ في الاعتبار عرض فجوة فعال.Translated Description (French)
Nous étudions l'effet du débordement d'électrons et de la non-localité sur la propagation de la lumière à l'intérieur d'un espace entre deux régions métalliques semi-infinies. Nous comparons les prédictions d'un modèle de réponse locale ne prenant en compte que le débordement, aux prédictions d'un modèle hydrodynamique quantique capable de prendre en compte les deux phénomènes. Nous montrons que seul ce dernier est capable de retrouver correctement la limite correcte lorsque l'écart se referme, alors que le modèle local souffre de caractéristiques indésirables (divergence des champs, surestimation des pertes). Enfin, nous montrons que, dans une certaine mesure, les résultats corrects peuvent être récupérés en utilisant une approche locale simple sans débordement ou une approximation conventionnelle de Thomas-Fermi, mais en considérant une largeur d'écart efficace.Translated Description (Spanish)
Estudiamos el efecto del derrame de electrones y de la no localidad en la propagación de la luz dentro de un espacio entre dos regiones metálicas semiinfinitas. Comparamos las predicciones de un modelo de respuesta local teniendo en cuenta solo el derrame, con las predicciones de un modelo hidrodinámico cuántico capaz de tener en cuenta ambos fenómenos. Mostramos que solo este último es capaz de recuperar correctamente el límite correcto cuando se cierra la brecha, mientras que el modelo local sufre de características indeseables (divergencia de los campos, sobreestimación de las pérdidas). Finalmente, mostramos que, hasta cierto punto, los resultados correctos se pueden recuperar utilizando un enfoque local simple sin derrame o una aproximación convencional de Thomas-Fermi, pero considerando un ancho de brecha efectivo.Files
document.pdf
Files
(1.1 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:72dfa909213ccd60f383c2e4eea5b512
|
1.1 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تأثير تسرب الإلكترون وعدم موضعيته على بلازما الفجوة في حد فجوات التلاشي
- Translated title (French)
- Influence du débordement des électrons et de la non-localité sur les plasmons lacunaires dans la limite des lacunes évanescentes
- Translated title (Spanish)
- Influencia del derrame de electrones y la no localidad en los plasmones Gap en el límite de los huecos de fuga
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3209398982
- DOI
- 10.1103/physrevb.104.155435
References
- https://openalex.org/W1023650811
- https://openalex.org/W1690138441
- https://openalex.org/W1980605289
- https://openalex.org/W1980807995
- https://openalex.org/W1990536799
- https://openalex.org/W2002232913
- https://openalex.org/W2005173952
- https://openalex.org/W2010438536
- https://openalex.org/W2013290703
- https://openalex.org/W2021352330
- https://openalex.org/W2024991751
- https://openalex.org/W2035053075
- https://openalex.org/W2041667977
- https://openalex.org/W2042800784
- https://openalex.org/W2053589657
- https://openalex.org/W2058398316
- https://openalex.org/W2067004499
- https://openalex.org/W2078155402
- https://openalex.org/W2091148896
- https://openalex.org/W2099807464
- https://openalex.org/W2119856081
- https://openalex.org/W2141679678
- https://openalex.org/W2159981054
- https://openalex.org/W2170857284
- https://openalex.org/W2224031763
- https://openalex.org/W2299219049
- https://openalex.org/W2330132243
- https://openalex.org/W2414381099
- https://openalex.org/W2484184956
- https://openalex.org/W2620575219
- https://openalex.org/W2673295685
- https://openalex.org/W2774532381
- https://openalex.org/W2792364258
- https://openalex.org/W2808742587
- https://openalex.org/W2922648588
- https://openalex.org/W2926497573
- https://openalex.org/W2933064643
- https://openalex.org/W2950316055
- https://openalex.org/W2968467000
- https://openalex.org/W2971749991
- https://openalex.org/W3098733064
- https://openalex.org/W3104768390
- https://openalex.org/W3109554803
- https://openalex.org/W3110195376
- https://openalex.org/W3128705365
- https://openalex.org/W3139136477
- https://openalex.org/W3159735143
- https://openalex.org/W4253269723