Een Volumetrisch Integraalvergelijkingsalgoritme (VIE) voor het Modelleren van de Niet-locale Elektromagnetische Respons van “Deep Nanometer Scatterers”

Aangezien systemen op een diepe nanometerschaal steeds meer worden bestudeerd, is er veel vraag naar nauwkeurige macroscopische theorieën die kwantummechanische effecten includeren. Wat betreft de elektromagnetische niet-lokale respons van plasmonische nanostructuren, zijn verschillende hydrodynamische modellen (HDM) voorgesteld, die elk een aanvullende randvoorwaarde introduceren om de collectieve beweging van het elektrongas te beschrijven. In dit werk werden vier HDM's, namelijk het hydrodynamische model met harde wand (HW-HDM), het rotorvrije hydrodynamische model (CF-HDM), het hydrodynamische model met afschuifkrachten (SF-HDM) en het kwantum hydrodynamische model (Q-HDM), grondig onderzocht. Dit wordt gedaan aan de hand van een analytische studie van de eigenschappen van het nabije en verre veld van plasmonische nanodeeltjes. De bovenstaande HDM's zijn ook getest door te vergelijken met andere lokale en niet-lokale responsbenaderingen en experimenten. Het werd aangetoond dat niet alle HDM's een nauwkeurige voorspelling geven van het gedrag van de nanodeeltjes. De interactie tussen emitter en nanodeeltjes kan sterk worden beïnvloed door de niet-lokaliteit, hetgeen gelinked is aan de lokale toestandsdichtheid en fluorescentie-verbetering van het systeem.