پلاسمونیک در جامدات

[m f s 1727]

با رویکرد تکنولوژی به سمت تجمع مدارات الکترونیک نوری، مشکلات ساخت و پدیده هایی که به جلوگیری از فشرده سازی بیشتر ساختار کمک می کرد، باعث شد تا استفاده از ساختارهای پلاسمونیک و امواج پلاسمونیک مورد بررسی و استفاده قرار بگیرد. این نانو ساختار ها متشکل از فلز و دی الکتریک می باشد که ابعاد آنها زیر طول موج تحریکی ( طول موج پرتویی که باعث تحریک امواج پلاسمونیک می شود) قرار دارد.

پلاسمونیک بر اساس فرآیند برهم کنش بین امواج الکترومغناطیسی و الکترون های رسانش در فلزات با ابعاد نانو بیان شده است.

 

سال ها قبل از میلاد از ویژگی های پلاسمونیک و نانو ذرات برای ایجاد رنگ های چشم نواز در شیشه ها استفاده می شد که نمونه ای از آن جامی است که در یکی از موزه های شهر لندن نگهداری می شود. نخستین تحقیقات بر روی پلاسمونیک به ابتدای قرن بیستم برمی گردد. ابتدا وود (R. Wood)، خواص عجیبی از اندازه گیری بازتاب نوری از شبکه های فلزی مشاهده کرد. حدود سال 1904، گرنت (M. Grant) رنگ های موجود در شیشه های رنگی را با استفاده از نظریه جدید درود (که خواص انتقال الکترون ها در مواد و مخصوصا در فلزات را بیان می کند) برای فلزات توضیح داد. 4 سال بعد مای (G. Mie)، نظریه خود را در مورد پراکندگی الکترومغناطیسی ذرات کروی ارائه داد. در حدود سال 1956، پینس (D. Pines) به صورت تحلیلی دلیل افت سریع انرژی الکترون ها در عبور از فلزات را بیان کرد و نتیجه گرفت این انرژی صرف حرکت تجمعی و نوسان گونه الکترون های آزاد فلز می شود و آن را پلاسمون نامید. دلیل این نام گذاری شباهت این نوسانات الکترون ها با نوسان های ذرات محیط پلاسما بود. در همان سال فانو (R. Fano)، عبارت پلاریتون را برای نوسان الکترون های مقید فلز در حالت جفت شدگی با فونون های پرتو فرودی به کار برد. نام پلاریتون برای شبه ذراتی که نیم ماده و نیم فوتون بودند، بکار گرفته شد که حالت تزویج شده بین یک فوتون پرتو تحریک کننده ابتدایی و الکترون های رسانش فلز است و اصطلاح پلاسمون پلاریتون (Plasmon Polariton) برای بیان علت تزویج شده بین یک فوتون و یک پلاسمون است.

 

 

علم پلاسمون و پلاسمونیک یکی از مهمترین موضوعاته علم فیزیک است...تصمیم دارم در پستهای بعدی به معرفی بیشتر آن بپردازم که برای عموم مفید واقع شود.