A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
Dipolar coupling of nanoparticle-molecule assemblies : an efficient approach for studying strong coupling (2021)

Fojt, J., Rossi, T. P., Antosiewicz, T. J., Kuisma, M., & Erhart, P. (2021). Dipolar coupling of nanoparticle-molecule assemblies : an efficient approach for studying strong coupling. Journal of Chemical Physics, 154(9), Article 094109. https://doi.org/10.1063/5.0037853

JYU-tekijät tai -toimittajat

Julkaisun tiedot

Julkaisun kaikki tekijät tai toimittajat: Fojt, Jakub; Rossi, Tuomas P.; Antosiewicz, Tomasz J.; Kuisma, Mikael; Erhart, Paul

Lehti tai sarja: Journal of Chemical Physics

ISSN: 0021-9606

eISSN: 1089-7690

Julkaisuvuosi: 2021

Ilmestymispäivä: 07.03.2021

Volyymi: 154

Lehden numero: 9

Artikkelinumero: 094109

Kustantaja: American Institute of Physics

Julkaisumaa: Yhdysvallat (USA)

Julkaisun kieli: englanti

DOI: https://doi.org/10.1063/5.0037853

Linkki tutkimusaineistoon: http://doi.org/10.5281/zenodo.4501057

Julkaisun avoin saatavuus: Avoimesti saatavilla

Julkaisukanavan avoin saatavuus: Osittain avoin julkaisukanava

Julkaisu on rinnakkaistallennettu (JYX): https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/74576

Rinnakkaistallenteen verkko-osoite (pre-print): https://arxiv.org/abs/2101.05160

Tiivistelmä

Strong light–matter interactions facilitate not only emerging applications in quantum and non-linear optics but also modifications of properties of materials. In particular, the latter possibility has spurred the development of advanced theoretical techniques that can accurately capture both quantum optical and quantum chemical degrees of freedom. These methods are, however, computationally very demanding, which limits their application range. Here, we demonstrate that the optical spectra of nanoparticle-molecule assemblies, including strong coupling effects, can be predicted with good accuracy using a subsystem approach, in which the response functions of different units are coupled only at the dipolar level. We demonstrate this approach by comparison with previous time-dependent density functional theory calculations for fully coupled systems of Al nanoparticles and benzene molecules. While the present study only considers few-particle systems, the approach can be readily extended to much larger systems and to include explicit optical-cavity modes.

YSO-asiasanat: nanohiukkaset; nanorakenteet; plasmonit; optiset ominaisuudet; tiheysfunktionaaliteoria

Vapaat asiasanat: polarizability; plasmons; optical spectroscopy; time dependent density functional theory; surface optics; nanoparticles; linear combination of atomic orbitals

Liittyvät organisaatiot

Hankkeet, joissa julkaisu on tehty

OKM-raportointi: Kyllä

Raportointivuosi: 2021

JUFO-taso: 1