Since the early 2000s, the experimental and theoretical studies of photothermal effects in plasmonics have been mainly oriented toward systems composed of nanoparticles, mostly motivated by applications in biomedecine, and have overlooked the case of plasmonic resonances of nanoholes in metal layers (also called nanopores or nano-apertures). Yet, more and more applications based on plasmonic nanoholes have been reported these last years (e.g., optical trapping, molecular sensing, and surface-enhanced Raman scattering), and photothermal effects can be unexpectedly high for this kind of systems, mainly because of the very large amount of metal under illumination, compared with nanoparticle systems. Nanoholes in metal layers involve a fully different photothermodynamical picture, and few of what is known about nanoparticles can be applied with nanoholes. A plasmonic nanohole mixes localized and surfaces plasmons, along with heat transport in a two-dimensional highly conductive layer, making the underlying photothermodynamical physics particularly complex. This Tutorial is aimed to provide a comprehensive description of the photothermal effects in plasmonics when metal layers are involved, based on experimental, theoretical, and numerical results. Photothermal effects in metal layers (embedded or suspended) are first described in detail, followed by the study of nanoholes, where we revisit the concept of absorption cross section and discuss the influences of parameters such as layer thickness, layer composition, nanohole size and geometry, adhesion layer, thermal radiation, and illumination wavelength.

中文翻译：

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金属层和纳米孔的热等离子体

自 2000 年代初以来，等离子体光热效应的实验和理论研究主要面向由纳米粒子组成的系统，主要受生物医学应用的推动，而忽略了金属层（也称为纳米孔或纳米孔）中纳米孔的等离子体共振情况。纳米孔径）。然而，最近几年已经报道了越来越多的基于等离子体纳米孔的应用（例如，光捕获、分子传感和表面增强拉曼散射），并且这种系统的光热效应可能出乎意料地高，主要是因为与纳米粒子系统相比，光照下的金属量非常大。金属层中的纳米孔涉及完全不同的光热力学图像，很少有关于纳米粒子的知识可以应用到纳米孔中。等离子体纳米孔混合了局部等离子体和表面等离子体，以及二维高导电层中的热传输，使得潜在的光热力学物理特别复杂。本教程旨在根据实验、理论和数值结果，全面描述涉及金属层时等离子体中的光热效应。首先详细描述金属层（嵌入或悬浮）中的光热效应，然后是纳米孔的研究，在那里我们重新审视吸收截面的概念并讨论诸如层厚度、层组成、纳米孔尺寸和几何形状等参数的影响、粘附层、热辐射和照明波长。等离子体纳米孔混合了局部等离子体和表面等离子体，以及二维高导电层中的热传输，使得潜在的光热力学物理特别复杂。本教程旨在根据实验、理论和数值结果，全面描述涉及金属层时等离子体中的光热效应。首先详细描述金属层（嵌入或悬浮）中的光热效应，然后是纳米孔的研究，在那里我们重新审视吸收截面的概念并讨论诸如层厚度、层组成、纳米孔尺寸和几何形状等参数的影响、粘附层、热辐射和照明波长。等离子体纳米孔混合了局部等离子体和表面等离子体，以及二维高导电层中的热传输，使得潜在的光热力学物理特别复杂。本教程旨在根据实验、理论和数值结果，全面描述涉及金属层时等离子体中的光热效应。首先详细描述金属层（嵌入或悬浮）中的光热效应，然后是纳米孔的研究，在那里我们重新审视吸收截面的概念并讨论诸如层厚度、层组成、纳米孔尺寸和几何形状等参数的影响、粘附层、热辐射和照明波长。以及二维高传导层中的热传输，使得潜在的光热力学物理特别复杂。本教程旨在根据实验、理论和数值结果，全面描述涉及金属层时等离子体中的光热效应。首先详细描述金属层（嵌入或悬浮）中的光热效应，然后是纳米孔的研究，在那里我们重新审视吸收截面的概念并讨论诸如层厚度、层组成、纳米孔尺寸和几何形状等参数的影响、粘附层、热辐射和照明波长。以及二维高传导层中的热传输，使得潜在的光热力学物理特别复杂。本教程旨在根据实验、理论和数值结果，全面描述涉及金属层时等离子体中的光热效应。首先详细描述金属层（嵌入或悬浮）中的光热效应，然后是纳米孔的研究，在那里我们重新审视吸收截面的概念并讨论诸如层厚度、层组成、纳米孔尺寸和几何形状等参数的影响、粘附层、热辐射和照明波长。本教程旨在根据实验、理论和数值结果，全面描述涉及金属层时等离子体中的光热效应。首先详细描述金属层（嵌入或悬浮）中的光热效应，然后是纳米孔的研究，在那里我们重新审视吸收截面的概念并讨论诸如层厚度、层组成、纳米孔尺寸和几何形状等参数的影响、粘附层、热辐射和照明波长。本教程旨在根据实验、理论和数值结果，全面描述涉及金属层时等离子体中的光热效应。首先详细描述金属层（嵌入或悬浮）中的光热效应，然后是纳米孔的研究，在那里我们重新审视吸收截面的概念并讨论诸如层厚度、层组成、纳米孔尺寸和几何形状等参数的影响、粘附层、热辐射和照明波长。