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Plasmon Geometric Phase and Plasmon Hall Shift

机译：等离子几何相和等离子霍尔位移

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The collective plasmonic modes of a metal comprise a simple pattern of oscillating charge density that yields enhanced light-matter interaction. Here we unveil that beneath this familiar facade plasmons possess a hidden internal structure that fundamentally alters its dynamics. In particular, we find that metals with nonzero Hall conductivity host plasmons with an intricate current density configuration that sharply departs from that of ordinary zero Hall conductivity metals. This nontrivial internal structure dramatically enriches the dynamics of plasmon propagation, enabling plasmon wave packets to acquire geometric phases as they scatter. At boundaries, these phases accumulate allowing plasmon waves that reflect off to experience a nonreciprocal parallel shift. This plasmon Hall shift, tunable by Hall conductivity as well as plasmon wavelength, displaces the incident and reflected plasmon trajectories and can be readily probed by near-field photonics techniques. Anomalous plasmon geometric phases dramatically enrich the nanophotonics toolbox, and yield radical new means for directing plasmonic beams.
机译：金属的集体等离激元模式包括振荡电荷密度的简单模式，该模式产生增强的光-物质相互作用。在这里，我们揭示了在熟悉的立面之下，等离激元具有隐藏的内部结构，从根本上改变了它的动力学。尤其是，我们发现具有非零霍尔电导率金属的等离子体激元具有复杂的电流密度配置，与普通的零霍尔电导率金属截然不同。这种非平凡的内部结构极大地丰富了等离激元传播的动力学，使等离激元波包在散射时能够获取几何相位。在边界处，这些相位累积在一起，使反射回来的等离激元波经历不可逆的平行移动。可通过霍尔电导率以及等离激元波长调节的等离激元霍尔位移可取代入射和反射的等离激元轨迹，可通过近场光子学技术轻松探测。异常的等离激元几何相极大地丰富了纳米光子学工具箱，并产生了用于引导等离激元束的全新方法。

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