JLU-PERS Group

Surface plasmon

 

表面等离子体（surface plasmons, SPs）实质上是金属表面自由电子的集体振荡。由于电子带有电荷，因此SPs与电磁场具有内在的联系。对SPs进行描述的理论模型必然要包括两方面的内容，电子和电磁场。由于金属/电介质界面和金属纳米粒子的电场边界条件的不同，从而可将SPs划分为金属/电介质界面上的传导型表面等离子体（propagating surface plasmons, PSPs）和与金属纳米粒子相关的局域型表面等离子体（localized surface plasmons, LSPs）, PSPs和LSPs的示意图所示。SPs具有极其特殊的光学性质，并且其光学性质早就被人们应用于日常生活中。现存最早的人们利用SPs的证据是公元前四世纪制造的罗马高脚杯，其透射光谱和反射光谱呈现的颜色不同。

SPs的研究与纳米科学的研究密切相关，金属纳米结构基底的性质决定了其上产生的SPs的性质。随着金属纳米结构加工工艺的日趋成熟以及纳米科学的迅速发展，基于金属纳米结构的SPs研究也迅速成为一个发展迅猛的研究热点，即表面等离子体光子学。通过制备不同微纳米结构的金属基底，可以产生许多独特的基于SPs的光学现象，例如一些特殊的纳米粒子在入射光照射下其表面的电场强度能够得到极大的增强，这就可以将吸附于金属纳米粒子表面的分子的拉曼信号提高几个甚至十几个数量级，从而使拉曼检测技术能够得到单分子的拉曼散射信号。

 

（以上内容来自刘钰博士学位论文，吉林大学，2011年）