表面等离子体光子学

表面等பைடு நூலகம்子体光子学
相关应用/表面等离子体光子学
表面等离子体波沿着金属介质界面传播，而在垂直于界面方向是消逝波。同 时由于它的波长非常小，因此可以实现纳 米级的二维甚至三维的能量局域。 这样不但可以实现高密度的集成，也同时获得了极高的能量密度。因此表面 等离子体在纳米光子学、纳米加工、数据存储，显微镜，太阳能电池和生物 传感等方面具有广阔的应用前景
相关应用/表面等离子体光子学
表面等离子体数字成像技术
金属纳米结构的选择性散射或者透射 效应在中世纪已经被世人发现。将不 同的金属纳米颗粒加入到玻璃中可以 实现不同的色彩。随着纳米加工技术 的发展，如果将金属纳米结构引入到 成熟廉价的CMOS工艺中来实现数码 成像设备需要的彩色滤波功能，不仅 省去了普通的染色滤波器工艺，同时 降低了串扰并增加了更多的功能性。
相关应用/表面等离子体光子学
表面等离子体集成电路
电子器件的信息载荷量有限，无法满 足对高速高容量信息处理的要求。光 子器件具有高速高带宽的特点，光子 计算机也成为人们对下一代信息处理 设备的希望。然后光子器件尺寸一般 都在波长量级，随着尺寸减小损耗会 很快上升，无法完成和现有纳米尺寸 的电子器件互连。表面等离子体波同 时具有高局域和高带宽的特性，成为 一个可能的解决方案。
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相关应用/表面等离子体光子学
表面等离子体数据存储技术
利用金属纳米颗粒对入射光波长和偏 振态的敏感，我们可以通过在三维空 间集成不同的金属颗粒，从而实现五 维的数据存储（图7）。存储密度相 对于现有技术实现了指数倍增长，高 达每立方厘米1Tbit！如图7所示，在 存储介质的同一个空间位置，因为具 有对入射光波长和偏振态的敏感性， 可以实现对不同图形的分别写入和读 出，极大的提高存储密度。
区别
定义
表面等离子体光子学 （Plasmonics）是将表面等 离子体技术应用到光子学领 域而发展出来的一门新的学 科，它是构成纳米光子学的 最重要部分。
表面等离子体光子学
简介
表面等离子体光子学已成为一门新兴 的学科，它的原理、新颖效应以及机 制的探究，都极大地吸引研究者们的 兴趣。Plasmonics具有广阔的应用 前景，例如，应用于制作各种 SPPs 元器件和回路，制作纳米波导、表面 等离子体光子芯片、耦合器、调制器 和开关，应用于亚波长光学数据存储、 新型光源、突破衍射极限的超分辨成 像、SPPs纳米光刻蚀术、以及生物 光学（作为传感器和探测器）。
相关应用/表面等离子体光子学
表面等离子体纳米光刻技术
金属纳米结构可以在纳米尺寸控制表 面等离子体波的传播，进而实现聚波、 分波和导波的功能。利用可以聚焦表 面等离子体波的等离子体金属透镜可 以获得一百纳米甚至更小的局域波， 来实现无掩模版的近场纳米光刻。这 对未来的微电子设备继续小型化集成 化发展具有极大的推动作用。
是一种电磁表面波
等离子体和表面等离子体是什么关系
一般提起等离子体，大家想到的是电离的空气或者太 阳上的高温物质。但是，你如果仔细考虑一下金属的 自由电子模型，那么在正离子背景中运动的自由电子 Plasma “气”也是一种“等离子体”。金属中正离子晶格的 集体振荡可以量子化为声子的产生、传播与湮灭；同 样，金属中自由电子气的集体振荡也可以看做是一种 集体激发，也可以量子化为某种准粒子的作用。 Surface Plasmons 表面等离子体”也可以算是“等离子体”的一种。但 是这个“等离子体”并不是一般人所想象的那种与 “固、液、气”并列的高温等离子体。
表面等离子体光子学
PLASMONICS
班级：物140 组员：吴疆，陈昊，陶冶，卢旺利
主要 内容
表面等离子体 Surface Plasmons 等离子体与表面等离子体 Difference
表面等离子体光子学 Plasmonics
表面等离子体光子学的应用 Application
什么是表面等离子体
表面等离子体 （Surface Plasmons，SPs） 在表面处场强最大 是指在金属表面存在的自由振 在垂直于界面方向是指数衰减场 动的电子与光子相互作用产生 的沿着金属表面传播的电子疏 既能够被电子激发也能被光波激发 密波。
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表面等离子体太阳能电池
能源问题是未来社会发展的核心问题。太阳能作为一种可持续发展的清洁 能源一直受到很大的关注。然而目前太阳能电池模块较低的能量转换效率 使得大规模的应用还无法实现。金属纳米结构的引入可以通过光散射引起 的光腔效应（图 a），局域等离子体激元效应（图 b）和表面等离子体激 元效应（图 c）大大提高光转换效率。
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表面等离子体生物传感技术
因为表面等离子体波在表面的局域特 性，它的振荡态对表面环境特别敏感， 因而可以制作高敏感高集成的传感器， 用于对细胞活动的实时探测。传统的 表面等离子体采用棱镜耦合的平面金 属膜实现生物探测，其尺寸大，需要 对准。金属纳米颗粒对入射光选择性 的散射或透射同样可以用于生物探测， 这种方案具有体积小和平行探测的优 势。