贵金属激发表面等离子体

① 等离子体激元和表面等离子体的区别

表面plasmon可以被外加光电场激发或者调控；由于金属对光吸收较大，内部的plasmon基本不能被激发。

② 表面等离子体的激发原理是什么

在金属中，价电子为整个晶体所共有，形成所谓费米电子气。价电子可在晶体中移动，而金属离子则被束缚于晶格位置上，但总的电子密度和离子密度是相同的，从整体来说金属是电中性的。人们把这种情况形象地称为“金属离子浸没于电子的海洋中”。这种情况和气体放电中的等离子体相似，因此可以把金属看作是一种电荷密度很高的低温（室温）等离子体，而气体放电中的等离子体是一种高温等离子体，电荷密度比金属中的低。

五十年代，为了解快速电子穿过金属箔时的能量损失，人们进行了大量的实验和理论工作。Pine和Bohm认为，其中能量损失的部分原因是激发了金属箔中电子的等离子体振动（Plasmaoscillation），又称为等离子体子（plasmon）。Ritchie从理论上探讨了无限大纯净金属箔中由于等离子体振动而导致的电子能量损失，同时也考虑了有限大金属箔的情况，指出：不仅等离子体内部存在角频率为ωp的等离子体振动，而且在等离子体和真空的界面，还存在表面等离子体振动（Surfaceplasmaoscillation），其角频率为。Powell和Swan用高能电子发射法测定了金属铝的特征电子能量损失，其实验结果可用Ritchie的理论来解释。Stern和Ferrell将表面等离子体振动的量子称为表面等离子体子（Surfaceplasmon）

表面等离子体是传播于介质与金属界面上的电磁激发，在垂直于界面的方向上呈指

数衰减。金属中的自由电子在外界电磁场的作用下相对于金属中的正离子发生相对位

移，带来电子密度的重新分布，从而在金属表面的两边产生电场，

③ 表面等离子体激元中“激元”怎么理解

qfw_68(站内联系TA)推荐这个解释，感觉其他的解释没有这个好： 表面等离子激元(Surface plasmon polaritons,SPPs)是一种在金属一介质界面上激发并耦合电荷密度起伏的电磁振荡,具有近场增强、表面受限、短波长等特性。 网络：表面等离子激元 第一条。joan_8897(站内联系TA)Surface plasmon polariton (SPP) is a coupled oscillation between free electrons at metal surface and external electromagnetic field.T.Y.Xue(站内联系TA)surface plasmon 就叫表面等离基元，翻译成表面等离子体是不准确的，因为plasmon和plasma有本质的不同，只是刚刚引入国内时，第一个引入此概念的人为了简单而这么翻译的，你只需要理解是一种表面波即可，会与经过耦合的光产生共振，称为SPRchenshanshan(站内联系TA)SPP表面等离激元是一种由入射光场和表面电子集体震荡相互作用产生的元激发，以共振的形式存在于金属和电介质的交界面上。zzj1317(站内联系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(站内联系TA)plasma （等离子体）是对外显电中性的正电离子和负电电子的集合 plasmon （等离子体激元）是plasma中电子相对正电背景做集体振荡的能量量子，类似于声子是晶格振动的能量量子，他与plasma的关系也相当于声子与晶格的关系，与声子一样都是一种元激发。 那么surface plasmon 应该叫表面等离子体激元。 而surface plasmon polaritons 应该叫表面等离子体极化激元，它是指plasmon 受外界电磁波极化之后产生的另外一种元激发，但它的实质是外界电磁波与导体表面plasma耦合后传播，发散的电磁波。 而现在很多地方将surface plasmon polaritons 简化为surface plasmon

④ 求关于表面等离子体的相关理论。SOS！！！！！

表面等离子体（surface plasmons，SPs）是一种电磁表面波，它在表面处场强最大，在垂直于界面方向是指数衰减场，它能够被电子也能被光波激发。
表面等离子体是指在金属表面存在的自由振动的电子与光子相互作用产生的沿着金属表面传播的电子疏密波。其产生的物理原理是在两种半无限大、各向同性介质构成的界面，介质的介电常数是正的实数，金属的介电常数是实部为负的复数。根据maxwell方程，结合边界条件和材料的特性，可以计算得出表面等离子体的场分布和色散特性。
由于在一般情况(对于连续的金属介质界面)下，表面等离子体波的波矢量大于光波的，所以不可能直接用光波激发出沿界面传播的表面等离子体波(propagating surface plasmon)。为了激励表面等离子体波，需要引入一些特殊的结构达到波矢匹配。可采用波导耦合、棱镜耦合、衍射光栅耦合等方式激发。

⑤ 金属局部表面等离子体共振与表面等离子体共振区别是什么

金属局部表面等离子体共振与表面等离子体共振区别，具体如下：
金属表面存在大量自由电子，而其他物体表面并不具有大量电子，当光照射到金属表面时，电子受光波作用发生集体共振，这共振就产生表面等离子波。由于连续的金属薄膜电子浓度很高，所以等离子波的振荡频率很大，在10THz左右。
但是对于金属纳米颗粒，由于大量减少了电子数目，其振荡频率可降至可见光范围。但由于金属不再连续，在共振波长增强的电场通过金属/介质界面迅速衰减，因此称为局域，简单来说即非连续造成了局域效应。
提醒：
表面等离子波是在平行与金属/介质界面的方向上传播，而在垂直方向上是迅速衰减的，所以也可以说在垂直方向是局域的。这种情况下与纳米粒子是一样的，纳米粒子的等离子共振其实就是局域表面等离子共振。根据Mie理论，当颗粒尺寸较小时(2R<20nm)，粒子可被近似看为处于同相位均匀电场中，表现为简单的偶极子共振模式。大一点的可以看做四极子或八极子或更高阶多级子振动模式。
表面等离子体子共振是一种物理光学现象。它利用光在玻璃与金属薄膜界面处发生全内反射时渗透到金属薄膜内的消失波,引发金属中的自由电子产生表面等离子体子。

⑥ 表面等离子体的激发方式

由于在一般情况(对于连续的金属介质界面)下，表面等离子体波的波矢量大于光波的，所以不可能直接用光波激发出沿界面传播的表面等离子体波(propagating surface plasmon)。为了激励表面等离子体波，需要引入一些特殊的结构达到波矢匹配，常用的结构有以下几种： 利用波导边界处的消逝波激发表面等离子体波，使波导中的光场能量耦合到表面等离子体波中。如图所示，波导两侧光波是消逝波，当在波导的某个位置镀上金属，这样当光波通过这个区域的时候就能够激发出表面等离子体波。
在实际的研究中，常采用光纤做波导，剥去光纤某段的包层，再镀上金属，这样就实现了一种最简单的波导激发表面等离子体波的结构。其中光纤做波导有终端反射式和在线传输式主要两种，以及基于此两种激发结构的光纤SPR传感器。如图 对于金属纳米颗粒，表面等离子体波将被局域在金属纳米颗粒的边界附近，形成局域化的表面等离子体振荡(localized surface plasmon resonance). 空间局域化后，由于不确定原理得知，波矢匹配的条件很容易满足 (空间不确定度很小，波矢不确定度很大，表面等离子体的色散关系曲线近似于平行x轴的直线)，局域化的表面等离子体振荡因而可以很容易被远场辐射过来的光波激发。这种局域化的表面等离子体振荡的能量可以从金属纳米颗粒的吸收/散射光谱上的共振峰位置读出来 。

⑦ 表面等离子体和表面等离激元的区别

可以从以下方法进行区别

1、激发方式不同

表面等离子体：在一般情况(对于连续的金属介质界面)下，表面等离子体波的波矢量大于光波的，为了激励表面等离子体波，需要引入一些特殊的结构达到波矢匹配，如：棱镜耦合、波导结构、光栅耦合。

表面等离激元：是在金属表面区域的一种自由电子和光子相互作用的形成的电磁振荡。表面电荷振荡与光波电磁场之间的相互作用使得表面等离激元具有很多独特的有意义的性质。特别是在激光器领域。

2、原理不同

表面等离子体：在金属表面存在的自由振动的电子与光子相互作用产生的沿着金属表面传播的电子疏密波。

表面等离激元：光波入射到金属与电介质分界面时，金属表面的自由电子发生集体振荡，电磁波与金属表面自由电子耦合而形成的一种沿着金属表面传播的近场电磁波，这种现象就被称为表面等离激元现象。

(7)贵金属激发表面等离子体扩展阅读：

表面等离子体波的场分布具有以下特性：

1.其场分布在沿着界面方向是高度局域的，是一个消逝波，且在金属场中分布比在介质中分布更集中，一般分布深度与波长量级相同。

2.在平行于表面的方向，场是可以传播的，但是由于金属的损耗存在，所以在传播的过程中会有衰减存在，传播距离有限。

3.表面等离子体波的色散曲线处在光线的右侧，在相同频率的情况下，其波矢量比光波矢量要大。

参考资料来源：网络-表面等离子体

网络-表面等离激元

⑧ 局域表面等离子共振的贵金属LSPR传感原理

金、 银、铂等贵金属纳米粒子在紫外可见光波段展现出很强的光谱吸收，从而可以获得局域表面等离子体共振光谱。该吸收光谱峰值处的吸收波长取决于该材料的微观结构特性，例如组成、 形状、结构、尺寸、 局域传导率。因此，获得局域表面等离子体共振光谱,并对其进行分析，就可以研究纳米粒子的微观组成。同时，LSPR吸收谱还对周围介质极其敏感，因此可以作为基于光学信号的化学传感器和生物传感器。