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什么是表面等離子體共振?

2017-06-20 作者: admin

  表面等離子波是在平行與金屬/介質界面的方向上傳播,而在垂直方向上是迅速衰減的,所以也可以說在垂直方向是局域的。這種情況下與納米粒子是一樣的,納米粒子的等離子共振其實就是局域表面等離子共振。根據Mie理論,當顆粒尺寸較小時(2R<20nm),粒子可被近似看為處于同相位均勻電場中,表現為簡單的偶極子共振模式。大一點的可以看做四極子或八極子或更高階多級子振動模式。

表面等離子體子共振

  表面等離子體子共振是一種物理光學現象。它利用光在玻璃與金屬薄膜界面處發生全內反射時滲透到金屬薄膜內的消失波,引發金屬中的自由電子產生表面等離子體子。

  金屬表面存在大量自由電子,而其他物體表面并不具有大量電子,當光照射到金屬表面時,電子受光波作用發生集體共振,這共振就產生表面等離子波。由于連續的金屬薄膜電子濃度很高,所以等離子波的振蕩頻率很大,在10THz左右。

  但是對于金屬納米顆粒,由于大量減少了電子數目,其振蕩頻率可降至可見光范圍。但由于金屬不再連續,在共振波長增強的電場通過金屬/介質界面迅速衰減,因此稱為局域,簡單來說即非連續造成了局域效應。

  表面等離子體共振(SPR)光譜技術是一種測量界面結構的高靈敏度的光學反射技術。它已成為生物傳感,生物醫學,生物化學,生物制藥等領域的結合現象的標準測量技術。

  表面等離子體是一種存在電介質常量相反的兩種介質(如:金屬和絕緣體)界面的電荷密度震蕩行為。這種電荷密度波與金屬絕緣體界面處存在的邊界TM極化電磁波有關。這種波的電場在界面處最大,并舜逝在兩種介質中。任何折射率的變化或結合事件都會帶來SPR共振的變化。

  表面等離子體的激發需要特殊的幾何結構。實驗證明,簡單的反射實驗無法激發表面等離子體。SPR共振的等離子體激發的必要條件是光的波矢kx 的投影與某個等離子體匹配。

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