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表面等離子共振的原理
表面等離子波是在平行與金屬/介質(zhì)界面的方向上傳播，而在垂直方向上是迅速衰減的，所以也可以說在垂直方向是局域的。這種情況下與納米粒子是一樣的，納米粒子的等離子共振其實(shí)就是局域表面等離子共振。根據(jù)Mie理論，當(dāng)顆粒尺寸較小時(shí)(2R<20nm)，粒子可被近似看為處于同相位均勻電場(chǎng)中，表現(xiàn)為簡(jiǎn)單的偶極子共振模式。大一點(diǎn)的可以看做四極子或八極子或更高階多級(jí)子振動(dòng)模式。
表面等離子體子共振是一種物理光學(xué)現(xiàn)象。它利用光在玻璃與金屬薄膜界面處發(fā)生全內(nèi)反射時(shí)滲透到金屬薄膜內(nèi)的消失波,引發(fā)金屬中的自由電子產(chǎn)生表面等離子體子。
金屬表面存在大量自由電子，而其他物體表面并不具有大量電子，當(dāng)光照射到金屬表面時(shí)，電子受光波作用發(fā)生集體共振，這共振就產(chǎn)生表面等離子波。由于連續(xù)的金屬薄膜電子濃度很高，所以等離子波的振蕩頻率很大，在10THz左右。
但是對(duì)于金屬納米顆粒，由于大量減少了電子數(shù)目，其振蕩頻率可降至可見光范圍。但由于金屬不再連續(xù)，在共振波長(zhǎng)增強(qiáng)的電場(chǎng)通過金屬/介質(zhì)界面迅速衰減，因此稱為局域，簡(jiǎn)單來說即非連續(xù)造成了局域效應(yīng)。
表面等離子體共振（SPR）光譜技術(shù)是一種測(cè)量界面結(jié)構(gòu)的高靈敏度的光學(xué)反射技術(shù)。它已成為生物傳感，生物醫(yī)學(xué)，生物化學(xué)，生物制藥等領(lǐng)域的結(jié)合現(xiàn)象的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)。
表面等離子體是一種存在電介質(zhì)常量相反的兩種介質(zhì)（如：金屬和絕緣體）界面的電荷密度震蕩行為。這種電荷密度波與金屬絕緣體界面處存在的邊界TM極化電磁波有關(guān)。這種波的電場(chǎng)在界面處大,并舜逝在兩種介質(zhì)中。任何折射率的變化或結(jié)合事件都會(huì)帶來SPR共振的變化。
表面等離子體的激發(fā)需要特殊的幾何結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)證明，簡(jiǎn)單的反射實(shí)驗(yàn)無法激發(fā)表面等離子體。SPR共振的等離子體激發(fā)的必要條件是光的波矢kx 的投影與某個(gè)等離子體匹配。