貴金屬激發表面等離子體

① 等離子體激元和表面等離子體的區別

表面plasmon可以被外加光電場激發或者調控；由於金屬對光吸收較大，內部的plasmon基本不能被激發。

② 表面等離子體的激發原理是什麼

在金屬中，價電子為整個晶體所共有，形成所謂費米電子氣。價電子可在晶體中移動，而金屬離子則被束縛於晶格位置上，但總的電子密度和離子密度是相同的，從整體來說金屬是電中性的。人們把這種情況形象地稱為「金屬離子浸沒於電子的海洋中」。這種情況和氣體放電中的等離子體相似，因此可以把金屬看作是一種電荷密度很高的低溫（室溫）等離子體，而氣體放電中的等離子體是一種高溫等離子體，電荷密度比金屬中的低。

五十年代，為了解快速電子穿過金屬箔時的能量損失，人們進行了大量的實驗和理論工作。Pine和Bohm認為，其中能量損失的部分原因是激發了金屬箔中電子的等離子體振動（Plasmaoscillation），又稱為等離子體子（plasmon）。Ritchie從理論上探討了無限大純凈金屬箔中由於等離子體振動而導致的電子能量損失，同時也考慮了有限大金屬箔的情況，指出：不僅等離子體內部存在角頻率為ωp的等離子體振動，而且在等離子體和真空的界面，還存在表面等離子體振動（Surfaceplasmaoscillation），其角頻率為。Powell和Swan用高能電子發射法測定了金屬鋁的特徵電子能量損失，其實驗結果可用Ritchie的理論來解釋。Stern和Ferrell將表面等離子體振動的量子稱為表面等離子體子（Surfaceplasmon）

表面等離子體是傳播於介質與金屬界面上的電磁激發，在垂直於界面的方向上呈指

數衰減。金屬中的自由電子在外界電磁場的作用下相對於金屬中的正離子發生相對位

移，帶來電子密度的重新分布，從而在金屬表面的兩邊產生電場，

③ 表面等離子體激元中「激元」怎麼理解

qfw_68(站內聯系TA)推薦這個解釋，感覺其他的解釋沒有這個好： 表面等離子激元(Surface plasmon polaritons,SPPs)是一種在金屬一介質界面上激發並耦合電荷密度起伏的電磁振盪,具有近場增強、表面受限、短波長等特性。 網路：表面等離子激元 第一條。joan_8897(站內聯系TA)Surface plasmon polariton (SPP) is a coupled oscillation between free electrons at metal surface and external electromagnetic field.T.Y.Xue(站內聯系TA)surface plasmon 就叫表面等離基元，翻譯成表面等離子體是不準確的，因為plasmon和plasma有本質的不同，只是剛剛引入國內時，第一個引入此概念的人為了簡單而這么翻譯的，你只需要理解是一種表面波即可，會與經過耦合的光產生共振，稱為SPRchenshanshan(站內聯系TA)SPP表面等離激元是一種由入射光場和表面電子集體震盪相互作用產生的元激發，以共振的形式存在於金屬和電介質的交界面上。zzj1317(站內聯系TA)Surface plasmon polaritons are solutions of Maxwell』s equations in which the effects of retardation—the finiteness of the speed of light—are taken into account. An important subclass of surface plasmon polaritons are surface plasmons.These can be viewed as the limiting case of surface plasmon polaritons when the speed of light is allowed to become infinitely large. 所以SP是SPPs的理想近似ben1986(站內聯系TA)plasma （等離子體）是對外顯電中性的正電離子和負電電子的集合 plasmon （等離子體激元）是plasma中電子相對正電背景做集體振盪的能量量子，類似於聲子是晶格振動的能量量子，他與plasma的關系也相當於聲子與晶格的關系，與聲子一樣都是一種元激發。 那麼surface plasmon 應該叫表面等離子體激元。 而surface plasmon polaritons 應該叫表面等離子體極化激元，它是指plasmon 受外界電磁波極化之後產生的另外一種元激發，但它的實質是外界電磁波與導體表面plasma耦合後傳播，發散的電磁波。 而現在很多地方將surface plasmon polaritons 簡化為surface plasmon

④ 求關於表面等離子體的相關理論。SOS！！！！！

表面等離子體（surface plasmons，SPs）是一種電磁表面波，它在表面處場強最大，在垂直於界面方向是指數衰減場，它能夠被電子也能被光波激發。
表面等離子體是指在金屬表面存在的自由振動的電子與光子相互作用產生的沿著金屬表面傳播的電子疏密波。其產生的物理原理是在兩種半無限大、各向同性介質構成的界面，介質的介電常數是正的實數，金屬的介電常數是實部為負的復數。根據maxwell方程，結合邊界條件和材料的特性，可以計算得出表面等離子體的場分布和色散特性。
由於在一般情況(對於連續的金屬介質界面)下，表面等離子體波的波矢量大於光波的，所以不可能直接用光波激發出沿界面傳播的表面等離子體波(propagating surface plasmon)。為了激勵表面等離子體波，需要引入一些特殊的結構達到波矢匹配。可採用波導耦合、棱鏡耦合、衍射光柵耦合等方式激發。

⑤ 金屬局部表面等離子體共振與表面等離子體共振區別是什麼

金屬局部表面等離子體共振與表面等離子體共振區別，具體如下：
金屬表面存在大量自由電子，而其他物體表面並不具有大量電子，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。由於連續的金屬薄膜電子濃度很高，所以等離子波的振盪頻率很大，在10THz左右。
但是對於金屬納米顆粒，由於大量減少了電子數目，其振盪頻率可降至可見光范圍。但由於金屬不再連續，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。
提醒：
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於同相位均勻電場中，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。

⑥ 表面等離子體的激發方式

由於在一般情況(對於連續的金屬介質界面)下，表面等離子體波的波矢量大於光波的，所以不可能直接用光波激發出沿界面傳播的表面等離子體波(propagating surface plasmon)。為了激勵表面等離子體波，需要引入一些特殊的結構達到波矢匹配，常用的結構有以下幾種： 利用波導邊界處的消逝波激發表面等離子體波，使波導中的光場能量耦合到表面等離子體波中。如圖所示，波導兩側光波是消逝波，當在波導的某個位置鍍上金屬，這樣當光波通過這個區域的時候就能夠激發出表面等離子體波。
在實際的研究中，常採用光纖做波導，剝去光纖某段的包層，再鍍上金屬，這樣就實現了一種最簡單的波導激發表面等離子體波的結構。其中光纖做波導有終端反射式和在線傳輸式主要兩種，以及基於此兩種激發結構的光纖SPR感測器。如圖 對於金屬納米顆粒，表面等離子體波將被局域在金屬納米顆粒的邊界附近，形成局域化的表面等離子體振盪(localized surface plasmon resonance). 空間局域化後，由於不確定原理得知，波矢匹配的條件很容易滿足 (空間不確定度很小，波矢不確定度很大，表面等離子體的色散關系曲線近似於平行x軸的直線)，局域化的表面等離子體振盪因而可以很容易被遠場輻射過來的光波激發。這種局域化的表面等離子體振盪的能量可以從金屬納米顆粒的吸收/散射光譜上的共振峰位置讀出來 。

⑦ 表面等離子體和表面等離激元的區別

可以從以下方法進行區別

1、激發方式不同

表面等離子體：在一般情況(對於連續的金屬介質界面)下，表面等離子體波的波矢量大於光波的，為了激勵表面等離子體波，需要引入一些特殊的結構達到波矢匹配，如：棱鏡耦合、波導結構、光柵耦合。

表面等離激元：是在金屬表面區域的一種自由電子和光子相互作用的形成的電磁振盪。表面電荷振盪與光波電磁場之間的相互作用使得表面等離激元具有很多獨特的有意義的性質。特別是在激光器領域。

2、原理不同

表面等離子體：在金屬表面存在的自由振動的電子與光子相互作用產生的沿著金屬表面傳播的電子疏密波。

表面等離激元：光波入射到金屬與電介質分界面時，金屬表面的自由電子發生集體振盪，電磁波與金屬表面自由電子耦合而形成的一種沿著金屬表面傳播的近場電磁波，這種現象就被稱為表面等離激元現象。

(7)貴金屬激發表面等離子體擴展閱讀：

表面等離子體波的場分布具有以下特性：

1.其場分布在沿著界面方向是高度局域的，是一個消逝波，且在金屬場中分布比在介質中分布更集中，一般分布深度與波長量級相同。

2.在平行於表面的方向，場是可以傳播的，但是由於金屬的損耗存在，所以在傳播的過程中會有衰減存在，傳播距離有限。

3.表面等離子體波的色散曲線處在光線的右側，在相同頻率的情況下，其波矢量比光波矢量要大。

參考資料來源：網路-表面等離子體

網路-表面等離激元

⑧ 局域表面等離子共振的貴金屬LSPR感測原理

金、 銀、鉑等貴金屬納米粒子在紫外可見光波段展現出很強的光譜吸收，從而可以獲得局域表面等離子體共振光譜。該吸收光譜峰值處的吸收波長取決於該材料的微觀結構特性，例如組成、 形狀、結構、尺寸、 局域傳導率。因此，獲得局域表面等離子體共振光譜,並對其進行分析，就可以研究納米粒子的微觀組成。同時，LSPR吸收譜還對周圍介質極其敏感，因此可以作為基於光學信號的化學感測器和生物感測器。