Ava peamenüü

Muudatused

P
pisitoimetamine
{{ToimetaAeg|kuu=august|aasta=2012}}
 
[[Pilt:350px-Elektrontiheduse pikkivonkumised.png|pisi|350px |Laengutiheduse pikivõnkumised metall-dielektrik pinnal. Elektromagnetlainetega sidestunud laengutiheduse võnkumisi nimetatakse [[pinnaplasmon-polariton]]ideks. Paremal on näidatud elektrivälja eksponentsiaalne kahanemine kaugusega mõlemasse keskkonda.]]
 
[[Plasma]] võnkumiste [[kvant]]i nimetatakse plasmoniks. [[Plasmon]] on [[kvaasiosake]], mis tuleneb plasma võnkumise kvantiseeritusest ja mida võib klassikaliselt ette kujutada kui vabade [[elektron]]ide tiheduse võnkumisi positiivsete aatomituumade suhtes.
 
==Tähtsus==
[[Pilt:fibreoptic.jpg|pisi|Valguskaabli kiud.]]
 
[[Pilt:350px-Prisma sidestus.png|pisi|350px |Joonis 1: (a) Kretschmann ja (b) Otto seadistus. Pinnaplasmonite ergastamine toimub valguse [[Täielik sisepeegeldumine|täieliku sisepeegeldumise]] tingimustes. Mõlema seadistuse korral tekkivad pinnaplasmonid metall-dielektriku pinnale.]]
 
Plasmoonika kui uurimisvaldkonna tähtsusest annab märku üha suurenev publikatsioonide arv. Plasmonefektid on laialdases kasutuses [[biokeemia]]s ([[andur]]id) ja [[spektroskoopia]]s. Lisaks võimaldavad plasmonid ühendada elektri- ja valgus[[signaal]]i omadused. [[Elektrisignaal]]il põhinevaid skeeme on küll võimalik teha väga väikeseks, aga signaali [[sagedus]]t 1  GHz oluliselt suuremaks teha ei saa. [[Andmeside]]es kasutataksegi [[optiline kaabel|optilisi kaableid]], mis võimaldavad palju suuremaid sagedusi, seega ka suuremaid [[andmemaht]]e. Väikeste optiliste skeemide tegemisel tuleb kiiresti vastu [[difraktsioon]]ipiir, skeemi suurust piirab valguse [[lainepikkus]]. Probleemi üheks lahenduseks on plasmonid, mis ühitab elektriskeemide väiksuse ja optiliste liideste kiiruse. Tänu väga väikestele lainepikkustele on võimalik plasmoneid kasutada suure lahutusvõimega [[mikroskoop]]ide ehitamisel.
 
Siiamaani on üheks probleemiks olnud pinnaplasmonite väike levikukaugus energia [[neeldumine|neeldumise]] ja [[kiirgus|kiirgamise]] tõttu. Selle probleemi peaks lahendama [[SPASER]]<ref name="sWruX" />, mis on nagu [[laser]] [[optika]]s, stimuleeritud [[Koherentsed lained|koherentsete]] pinnaplasmonite allikas.
[[Prisma]]ga ergastamise skeeme on kaks. Esimesena pakuti välja niinimetatud [[Otto seadistus]] (joonis 1b). See koosneb prismast, peenikesest [[dielektrik]]ukihist ja metallikilest. [[Laser]]kiir langeb prismale üldjuhul [[täielik sisepeegeldumine|täieliku sisepeegeldumise]] tingimustes ja tekitab prisma lähedale [[elektriväli|elektrivälja]]. See elektriväli ergastab pinnaplasmoneid, kui metallikile on piisavalt lähedal prismale. Sellest tuleneb ka Otto seadistuse üks põhiprobleeme: prisma ja metallikile vahele puhta dielektriku kihi tekitamine. Ka mõned tolmukübemed võivad eksperimendi rikkuda. Pinnaplasmonite teket jälgitakse [[peegeldumine|peegeldunud]] laserkiire [[Intensiivsus (füüsika)|intensiivsuse]] mõõtmisest olenevalt [[valgus]]e [[Langemisnurk (optika)|langemisnurgast]]. Juhul kui kõik läheb plaanitult, tekib peegeldunud kiire intensiivsuses [[resonants]]nurga juures langus, mis vastab olukorrale, kus [[energia]] läheb pinnaplasmonitele.
 
Teist meetodit prismaga pinnaplasmonite ergastamiseks nimetatakse [[Kretshmanni seadistus]]eks (joonis 1a). Selle seadistuse puhul ei sidestu valgus läbi õhukese dielektrikukihi, vaid metallikihi, mis on sadestatud prisma ühele küljele. Resonantsnurga juures tekib [[Peegeldustegur|peegeldumiskoefitsiendis]] samasugune langus nagu Otto skeemi puhul. Erinevalt eelnevalt tuletatud arvutustest ei ole enam tegemist kahe keskkonnaga. Selles skeemis on prisma, kindla paksusega kullakile ja dielektrik. See toob kaasa võimaluse, et valgus, mis on sidestatud pinnaplasmonitega kiirgub tagasi prismasse. See sõltub metallikihi paksusest. Kui see on väga õhuke, siis suur osa plasmonite energiast kiirgub tagasi prismasse. Vastupidisel juhul sidestub prismast suure kauguse tõttu ainult väike osa pinnaplasmonitega. Optimaalne paksus on umbes 45nm45&nbsp;nm ja 50nm50&nbsp;nm vahel, kui ergastava kiirguse lainepikkus on ''λ''=632,8 &nbsp;nm.
 
Teoreetilised peegelduskoefitsiendi kõverad on kergesti arvutatavad [[Fresneli valemid|Fresneli valemitega]].
[[Pilt:Coordinates.png|pisi|Joonis 2: Koordinaatsüsteem kahe keskkonna kokkupuutepinnal]]
 
[[Pilt:Dispersion Relationship.png|pisi|Joonis 3: Pinnaplasmonite dispersioonikõver. Väikeste ''k'' väärtuste korral läheneb pinnaplasmonite kõver(punane) valgusejoonele(sinine).]]
 
Ergastava [[elektromagnetlaine]] võrrandi saab kirja panna kujul
== Viited ==
{{viited|allikad=
<ref name="Raether">{{cite book |last = Raether|first = Heinz|year = 1988|title = Surface Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings|location = New York|publisher = Springer-Verlag|isbn = 0-387-17363-3|series = Springer Tracts in Modern Physics '''111'''}} (Germany: ISBN 3-540-17363-3)</ref>
<ref name="M.G. Cottam">{{cite book |last=Cottam |first=Michael G. |year=1989 |title=Introduction to Surface and Superlattice Excitations |location=New York |publisher=Cambridge University Press |isbn=10-0521321549}} (Germany: ISBN 10-0521321549)</ref>
<ref name="Homola">{{cite book |last=Homola |first=Jirí |year=2006 |title=Surface Plasmon Resonance Based Sensors. Springer Series on Chemical Sensors and Biosensors, '''4'''|location=Berlin |publisher=Springer-Verlag|isbn=3-540-33918-3}}</ref>
<ref name="Df0is">{{cite book |last=Maier |first=S.A |year=2007 |title=Plasmonics: Fundamentals and Applications |pages=5}}</ref>
<ref name="gkBs4">{{cite journal |last=Ritchie |first=R. H. |month=Juuni |year=1957 |title= Plasma Losses by Fast Electrons in Thin Films |journal=[[Physical Review]] |volume=106 |issue=5 |pages=874–881 |doi=10.1103/PhysRev.106.874|bibcode = 1957PhRv..106..874R}}</ref>
<ref name="sWruX">[http://www.nature.com/nphoton/journal/v2/n6/full/nphoton.2008.85.html Spasers explained], Mark I. Stockman, ''Nature Photonics, 2, June, 327, (2008)''</ref>
<ref name="Raether">{{cite book |last = Raether|first = Heinz|year = 1988|title = Surface Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings|location = New York|publisher = Springer-Verlag|isbn = 0-387-17363-3|series = Springer Tracts in Modern Physics '''111'''}} (Germany: ISBN 3-540-17363-3)</ref>
<ref name="M.G. Cottam">{{cite book |last=Cottam |first=Michael G. |year=1989 |title=Introduction to Surface and Superlattice Excitations |location=New York |publisher=Cambridge University Press |isbn=10-0521321549}} (Germany: ISBN 10-0521321549)</ref>
<ref name="WaOKU">{{cite book |last=Kittel |first=Charles |authorlink=Charles Kittel |year=1996 |title=Introduction to Solid State Physics |edition= 8th |location= Hoboken, NJ |publisher=John Wiley & Sons |isbn=0-471-41526-X}}</ref>
<ref name="Homola">{{cite book |last=Homola |first=Jirí |year=2006 |title=Surface Plasmon Resonance Based Sensors. Springer Series on Chemical Sensors and Biosensors, '''4'''|location=Berlin |publisher=Springer-Verlag|isbn=3-540-33918-3}}</ref>
}}
 
74 880

muudatust