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2025 article

Gap-Controlled Plasmon Dephasing and Near-Field Confinement in Metal–Insulator–Metal Nanostructures

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Rattachement africain : jp. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Plasmonic nanostructures confine light into nanoscale volumes via localized surface plasmon resonances, enhancing local electromagnetic fields and excitation probabilities of nearby molecules. However, their optical confinement time, represented by the plasmon dephasing time ( T 2 ), is inherently short due to radiative damping. To overcome this limitation, coupled plasmonic nanostructures have been designed to generate out-of-phase plasmon modes within nanogaps, which suppress radiative losses and enhance electromagnetic field localization. Nevertheless, the relationship among the gap distance that efficiently excites out-of-phase plasmons, the resulting T 2, and near-field intensity remains unclear. Here, we employ a minimal metal–insulator–metal (MIM) architecture consisting of Au nanostructures separated from a continuous Au film by an Al 2 O 3 spacer to elucidate these relationships. Experimental and simulation results show that excitation of an out-of-phase plasmon mode between the upper Au nanoblock and its image dipole in the underlying film suppresses radiative losses and extends T 2 . The spacer-thickness dependence demonstrates that thicker dielectric layers yield narrower excitation line widths and longer T 2 . Under the present experimental conditions, a thickness of 15–20 nm provides an optimal condition, achieving strong near-field enhancement with prolonged coherence and offering practical guidelines for designing MIM structures with controllable optical coherence.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Gap-Controlled Plasmon Dephasing and Near-Field Confinement in Metal–Insulator–Metal Nanostructures
Date Crossref
26/11/2025
Éditeur
American Chemical Society (ACS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Hokkaido University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Graduate School of Chemical Sciences and Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Faculty of Science Department of Chemistry pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Hokkaido University, Graduate School of Chemical Sciences and Engineering et Department of Chemistry — Faculty of Science.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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