Плазмон

В физике, плазмон - квазичастица, отвечающая квантованию плазменных колебаний, которые представляют собой коллективные колебания свободного электронного газа.

Объяснение

Плазмоны играет большую роль в оптических свойствах металлов. Свет с частотой ниже плазменной частоты отражается, потому что электроны в металле экранируют электрическое поле в световой электромагнитной волне. Свет с частотой выше плазменной частоты проходит, потому что электроны не могут достаточно быстро ответить, чтобы экранировать его. В большинстве металлов, плазменная частота находится в ультрафиолетовой области спектра, делая их блестящими в видимом диапазоне. В легированных полупроводниках плазменная частота находится обычно в инфракрасной области.

Энергию плазмона можно оценить в модели почти свободных электронов как:

$E_{p}=\hbar {\sqrt {\frac {ne^{2}}{m\epsilon _{0}}}}$

где $n$ плотность валентных электронов, $e$ — элементарный заряд, $m$ — масса электрона и $\epsilon _{0}$ — проницаемоть вакуума.

Поверхностные плазмоны (плазмоны, ограниченные поверхностями) сильно взаимодействуют со светом, приводя к образованию поляритонов. Они играют роль в поверхностном усилении рамановского рассеяния света и в объяснении аномалий в дифракции металлов. Поверхностный плазмонный резонанс используется в биохимии, чтобы определять присутствие молекул на поверхности.

Возможное использование

Плазмоны рассматриваются как средство передачи информации в компьютерных чипах, так как провода для плазмонов могут быть намного тоньше, чем обычные провода, и могут поддерживать намного более высокие частоты (в режиме 100 TГц, в то время как обычные провода обладают большими потерями при 10 ГГц). Они были также предложены как средство для литографии и микроскопии высокого разрешения из-за их чрезвычайно маленьких длин волны. Оба из этих применений с успехом были продемонстрированы в лабораториях.

Внешние ссылки

• http://home.hccnet.nl/ja.marquart/BasicSPR/BasicSpr01.htm
• http://www.qub.ac.uk/mp/con/plasmon/sp1.html
• http://www.photonics.com/spectra/research/XQ/ASP/preaid.101/QX/read.htm
• Plasmonic computer chips move closer
• Progress at Stanford for use in computers
• Slashdot: A Plasmonic Revolution for Computer Chips?
• A Microscope from Flatland Physical Review Focus, January 24 2005
• http://en.wikinews.org/wiki/Invisibility_shield_gets_blueprint