金属纳米颗粒在光的照射下能够产生局域等离激元（LSP）共振，进而导致近场增强、散射和吸收增强以及光热效应等。著名的莱克格斯杯（约公元400年）所具有的独特的颜色显示就与玻璃中含有的金银纳米颗粒有关。LSP共振在光学传感、增强拉曼光谱、亚波长导波、信息存储、光热治疗、光学天线、纳米激光器等方面具有重要的研究和应用价值。在理论和实验工作上，球形和棒形金属纳米颗粒作为两个基本的结构获得了广泛的关注。对于球形纳米颗粒，人们可利用经典的瑞利长波近似或米散射理论进行研究。但是对于棒形金属纳米颗粒，人们尚未找到一个有效的模型来揭示其共振和光散射特性。

早在2009年，黄与合作者就率先提出利用LC振子模型来研究棒形金属纳米颗粒的LSP共振[Opt. Express 17, 6407 (2009)]。在此基础上，由金属纳米棒构成的二聚体、等离激元波导、等离激元晶体的光学性质得以揭示[J. Phys. Chem. C 114, 21123 (2010) & Phys. Rev. Lett. 104, 016402 (2010)]。然而，上述模型存在着一些重要的缺陷，比如轴向均匀电流近似、引入拟合参数的纳米棒电容等。尤为重要的是，理论预言的散射、吸收及消光谱和数值模拟并不相符。因此，如何发展一个简单且有效的理论模型成为一个遗留问题。

为此，黄成平老师和合作者做出了几个重要的改进，从而解决了这一难题。改进要点包括：1）考虑纳米棒纵向非均匀的电荷和电流分布；2）从能量角度出发获得纳米棒的电路参数；3）将辐射电阻引入传统的电路理论；4）依据能量守恒推求等效的电路方程。在此基础上，理论推导了LSP共振波长，显示共振波长与纳米棒的长宽比、半径、金属趋肤深度和外部媒质折射率有关；理论推导了纳米棒的电偶极矩，显示共振带宽与总电阻（欧姆电阻+辐射电阻）和总电感（动力学电感+法拉第电感）有关，揭示了共振展宽的物理机制；理论推导了纳米棒的散射、吸收和消光截面，揭示了共振波长处截面峰值的一般表达式；此外还理论推导了近场处电场和磁场的增强因子。获得的理论公式与数值模拟吻合良好。这些结果对于我们理解金属纳米棒的光学性质具有重要的意义，同时能够为我们设计纳米棒的光散射、光吸收（或光热效应）提供理论指导。

上述工作以“Optical properties of single metallic nanorods: An analytical model”为题发表于J. Appl. Phys. 132, 083101 (2022).https://doi.org/10.1063/5.0101488