Поверхностные плазмоны

Поверхностный плазмонный резонанс есть колебание поверхностных зарядов (электронов в металле), распространяющееся по поверхности. [c.560]

Волну поверхностного плазмона можно возбудить падающим светом той же частоты и имеющей составляющую к . Для света, падающего на металл с диэлектрической проницаемостью 2 из диэлектрического материала с 3, составляющая кд определяется выражением [c.560]

Энергия возбуждения плазмонов зависит от силы взаимодействия между осциллирующим электронным облаком и (положительными) ионами решетки материала. В случае объемных плазмонов эта величина соответствует, например, 10,6 эВ для Mg, 15,3 эВ для А1,16 эВ для 81. Энергия поверхностных плазмонов составляет пл(объемн)/ 1 например 10,3эВ для Л1 [10-5]. Поскольку в этот процесс включены валентные уровни, энергия возбуждения плазмонов зависит от химического состава и структуры сплавов. Иногда этот факт можно использовать для аналитических целей. [c.329]

Оптические свойства коллоидных нанокластеров металлов обуславливаются плазмонными колебаниями электронов в металлах. При этом спектры поглощения малых кластеров характеризуются интенсивной широкой полосой, которая отсутствует у массивных металлов. Эта полоса связана с коллективным возбуждением электронов проводимости светом — поверхностными плазмонами — и ее наличие в области видимого [c.357]

Рис. 11.7. Спектры поглощения поверхностных плазмонов для кластеров серебра в матрице аргона. Размеры кластеров убывают снизу вверх

Спектры поглощения нанокластеров характеризуются интенсивной широкой полосой, которая отсутствует у массивных материалов. Эта полоса связана с коллективным возбуждением электронов проводимости (поверхностными плазмонами) и приводит к замечательной цветовой гамме от красного цвета до синего для разбавленных коллоидов благородных, щелочных и редкоземельных металлов. Плазмонный эффект состоит в резонансном поглощении нанокластером падающего электромагнитного излучения. Под действием электромагнитного поля электроны проводимости в кластере смещаются относительно положительно заряженного остова. В результате смещения возникает возвращающая сила, пропорциональная величине смещения, подобно тому как это происходит для гармонического осциллятора. При совпадении собственной частоты колебаний электронов и частоты внешнего поля должен наблюдаться резонансный эффект, связанный с возбуждением собственных колебаний электронов. Описание коллективного движения электронов на языке квантовой механики приводит к понятию элементарных возбуждений — плазмонов, обладающих энергией Ншй. где шо — собственная частота плазмонов. [c.486]

Анализ формул (15.1)-(15.5) не дает прямой зависимости положения или сдвига линии плазмонного поглощения от размера нанокластера, но свидетельствует об уширении линии поглощения с уменьшением размера кластера, т. е. зависимости Г а/К, хотя простейшие оценки за счет возникновения поверхностных плазмонов приводят к выражению Шо = шз = Ур/Я. С другой стороны, линия поглошения плазмонного резонанса уширяется с уменьшением размера кластера согласно зависимости Г о/Д. Эксперимент подтверждает уширение линии для малых нанокластеров, но дает противоречивые данные относительно знака влияния размерного эффекта на изменение частоты плазмонного резонанса. Как показываю расчеты и экспериментальные данные, сдвиг частоты резонанса для нанокластеров металла в матрице в основном определяется диэлектрической проницаемостью окружения (матрицы). В этом отношении весьма поучительно рассмотреть расчет такого сдвига и опытные данные для наноструктур, которые организуются из кластеров серебра с размерами 2 -г 8 нм [4]. [c.487]

I мых поверхностных плазмонов. Эквива- 5 лентность взаимодействия поверхност- [c.92]

Иммуносенсоры представляют собой биосенсоры, включающие антитела в качестве селективно связывающих компонентов. К ним относятся ферментные иммуносенсоры, волоконно-оптические флуоресцентные иммуносенсоры, пьезоэлектрические системы, иммуносенсоры на основе полевых транзисторов, оптические системы, микроволновые системы, приборы на основе резонанса поверхностных плазмонов и преобразователи, чувствительные к конформации молекул см. также посвященный этим устройствам обзор [33]. [c.83]

Поверхностный плазмонный резонанс [c.523]

В этом методе световод покрывают тонкой пленкой металла (плазмона) и измеряют изменения поля, проходящего вдоль поверхности металлической пленки. Эти изменения обусловлены тем, что воздействие внешнего электрического поля (в световоде) достаточной напряженности (см. ур. 7.8-33) передает энергию из световода и образуются осциллирующие поверхностные заряды, которые распространяются по поверхности металла. Колебания заряда должны быть связаны с Ех (полем, pa шиpяюш м я в направлении г), так что металлическая поверхность должна быть на должном расстоянии от поверхности световода в пределах глубины проникновения р затухающего поля. Для волны поверхностного плазмона, существующей между двумя средами с диэлектрической проницаемостью 1 и 2 (рис. 7.8-22), волна ограничена на границе раздела волновым вектором к в направлении распространения и к и к 2 в направлениях +г и —2. Условию непрерывности на границе отвечает соотношение [c.560]

Почему невозможно возбудить поверхностный плазмон, облучая светом плоскую металлическую поверхность Каковы различные копфигуращга, используемые для поверхностного плазмонного резонанса [c.564]

Связанные состояния за счет взаимодействия электронов с дефектами структуры объясняют и снижение плотности электронов на реальной поверхности, например на поверхности металлов, относительно плотности электронов в нх объеме. Поэтому проводимость металлов вблизи поверхности всегда н1[же, чем внутри объема. В известной мере можно утверждать, что поверхность, например серебра, не серебряная , так как плотность электронов и соответствующие волновые фу 1кции электронов поверхности отличаются по фазе, амплитудам н т. и. и не соответствуют электронам уровня Фер.мп серебра. Таким образом, реальная поверхность даже металла заряжена неоднородно. Она иредставля т собой пятна с повышенной и пониженной плотностью электронов. Иа реальной поверхности синтезируются плазменные моды (поверхностные плазмоны). Плотность электронов любой реальной иоверхности должна иметь пятнистую структуру. [c.78]

Усовершенствование техники обработки полученных результатов и их физической интерпретации. В качестве примера можно привести анализ взаимодействия электронов (например, в методе дифракции. медленных электронов) с твердым тело.м. По результатам экспериментов рассматривается разный характер явлений взаимодействия (от дальиодействующих сил при больших расстояниях электрона от поверхности до неупругого возбуждения плазмо-иов или других типов возбуждений электронов), предсказывается зависимость длины пробега и времени жизни от энергии электрона и т. д. Существуют стандартные программы для ана-лиза геометрической структуры по упругой дифракции медленных электронов (работы Андерсена, Дюка и др.), по определению дисперсии поверхностных плазмонов, по неупругой дифракци, медленных электронов и т. д. В ряде случаев это позволяет дать модельное описание чистых металлов и сплавов, а также комплексов, адсорбированных на поверхности. [c.150]

Рис. 2.15. Линия N3 15 в спектре металлического натрия (макотмумы Я и 5 соответствуют объемному и поверхностному плазмону),. [c.72]

Соотношения (2.55) и (2.56) обычно сравнительно хорошо согласуются с экспериментом [103, 271, 274, 275]. В частности, соотношение (2.55) можно использовать для оценки N. Например, в (ЫагО отсутствуют электроны в зоне проводимости <Л =0), и плазмоны не наблюдаются. Соотношение (2.57) можно использовать для расчета е поверхностной пленки. На >ис. 2.16 [144] представлена линия 1А%2р, сопровождаемая сателлитами. В случае чистого металлического магния набгрюда- Ьтся объемный и поверх 5С-га й плазмоны с энергиями 10,55 и Ш5=7,1 эВ, что соответствует формуле (2.56). Расчет по формуле (2.57) дает значение е=1,20. При частичном окислении магния начинает проявляться, а при значительном окислении доминирует поверхностный плазмон с энергией 5,2 эВ, то соответствует е=3,1. Относительные интенсивности и структура плазменных сателлитов в тонких пленках зависят также от толщины пленки ([276], что открывает возможность для оп -ределения толщины тонких пленок. [c.73]

Аффинность растворимого ТкР к комплексам из различных пептидов и соответствующих элементов рестрикции (антигены МНС) можно определить биофизическими методами, например методом поверхностного плазмонного резонанса. Существует прямая корреляция между временем полужизни ТкР-связи с комплексом молекула МНС-пептид и реакцией зрелых Т-клеток, экспрессирующих тот же рецептор (т. е. агонист > антагонист > посторонний пептид). Однако в органной культуре тимуса добавление пептида-агониста вызывает делецию развивающихся клеток (отрицательная селекция), тогда как пептид-антагонист стимулирует положительную селекцию. Это показывает, что низкоавидное взаимодействие стимулирует положительную селекцию, а высокоавидное - отрицательную. [c.263]

Затухающую волну используют для контроля поверхностных реакций в сочетании с несколькими оптическими методами. Особо отметим два основных способа оптического детектирования. Первый основан на поглощении света или флуоресценции определяемым веществом-это, например, НПВО и НПВОФ. Системы второго типа основаны на описываемом ниже эффекте поверхностного плазмонного резонанса, который обусловлен зависимостью показателя преломления тонких пленок, например иммунохимических, от толщины. [c.522]

Поверхностный плазмонный резонанс (ППР), называемый также осцилляциями поверхностных плазмонов, имеет вполне разработанную концепцию в течение ряда лет этот метод изучали и теоретически, и экспериментально. Детальный обзор работ по методу ОСЦИ.ЛЛЯЦИЙ поверхностных плазмонов приведен в [41, 42]. Однако для химии и биологии это новый метод. [c.523]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология