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小木蟲論壇-學術(shù)科研互動平臺 » 專業(yè)學科區(qū) » 物理 » 基礎物理 » 表面等離子體
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表面等離子體
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表面等離子體 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，在垂直于界面方向是指數(shù)衰減場，它能夠被電子也能被光波激發(fā)。表面等離子體是目前納米光電子學科的一個重要的研究方向，它受到了包括物理學家，化學家材料學家，生物學家等多個領域人士的極大的關(guān)注。隨著納米技術(shù)的發(fā)展，表面等離子體被廣泛研究用于光子學，數(shù)據(jù)存儲，顯微鏡，太陽能電池和生物傳感等方面。 表面等離子體 - 科學歷史 1902年，R. W. Wood在光學實驗中首次發(fā)現(xiàn)了表面等離激元共振現(xiàn)象 。1941年，U. J. Fano等人根據(jù)金屬和空氣界面上表面電磁波的激發(fā)解釋了這一現(xiàn)象 。R. H. Ritchie注意到，當高能電子通過金屬薄膜時，不僅在等離激元頻率處有能量損失，在更低頻率處也有能量損失峰，并認為這與金屬薄膜的界面有關(guān) 。1959年，C. J. Powell和J. B. Swan通過實驗證實了R. H. Ritchie的理論 。1960年，E. A. Stren和R. A. Farrel研究了此種模式產(chǎn)生共振的條件并首次提出了表面等離激元（Surface Plasmon，SP）的概念 。在納米技術(shù)成熟之后，表面等離子體受到了人們極大的關(guān)注，成為目前研究的熱點。它已經(jīng)被應用于包括生物化學傳感，光電子集成器件多個領域。 表面等離子體 - 基本原理 表面等離子體場分布特性 表面等離子體（Surface Plasmons，SPs）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(chǎn)生的沿著金屬表面?zhèn)鞑サ碾娮邮杳懿āＦ洚a(chǎn)生的物理原理如下：如作圖所示，在兩種半無限大、各項同性介質(zhì)構(gòu)成的界面，介質(zhì)的介電常數(shù)是正的實數(shù)，金屬的介電常數(shù)是實部為負的復數(shù)。根據(jù)maxwell方程，結(jié)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。 一般來說，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，且在金屬中場分布比在介質(zhì)中分布更集中，一般分布深度與波長量級相同。 2.在平行于表面的方向，場是可以傳播的，但是由于金屬的損耗存在，所以在傳播的過程中會有衰減存在，傳播距離有限。 3.表面等離激元的色散曲線在自然光的右側(cè) ，在相同頻率的情況下，其波矢量比光波矢量要大。 |
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- 附件 2 : 1-s2.0-S0039602808007231-main.pdf
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