Se kilde til Plasmon

Indenfor [[fysik]] er en '''plasmon''' en [[kvantum]] af [[plasmaoscillation]]. Plasmonen er en [[kvasipartikel]] som resulterer fra [[kvantisering]] af [[plasma]]oscillationer ligesom [[foton]]er og [[fonon]]er er henholdsvis kvantiseringer af lys og mekaniske vibrationer (selvom fotonen er en [[elementarpartikel]], ikke en kvasipartikel). Plasmoner er elektrontætheds oscillationer i et rumfang af fri [[Fri_elektron_model#Dielektrisk_funktion_af_elektrongassen|elektrongas]], for eksempel ved optiske frekvenser.  Plasmoner kan koble med en foton og vil hermed skabe en kvasipartikel kaldet en plasma [[polariton]].

Da plasmoner er kvantisering af klassiske plasmaoscillationer, kan de fleste af deres egenskaber afledes direkte fra [[Maxwells ligninger]].

== Forklaring ==

Plasmoner kan beskrives i det klassiske billede som en oscillation af fri elektrontæthed med hensyn til de fastlåste positive ioner i et [[metal]].  Til at visualisere en plasmaoscillation, forestil dig en terning af metal placeres i et eksternt elektrisk felt som peger til højre. Elektroner vil bevæge sig til venstre side (afdækkende positive ioner på højre side) indtil de ophæver feltet indeni metallet.  Nu slukker vi det elektriske felt, og elektronerne bevæger sig til højre, frastødende hinanden og tiltrækkende de positive ioner efterladt bare på den højre side.  De oscillerer frem og tilbage ved [[plasmafrekvens]]en indtil energien tabes ved en slags modstand eller dæmpning. Plasmoner er en kvantisering af disse slags oscillationer.

Plasmoner spiller en stor rolle ved de optiske egenskaber af metaller. [[Lys]]' frekvenser under  [[plasmafrekvens]]en reflekteres, fordi elektronerne i metallet [[Elektrisk felt skærmning|skærmer]] lysets [[elektriske felt]]. Lys' frekvenser over plasmafrekvensen bliver transmitteret, fordi elektroner ikke kan reagere hurtigt nok til at skærme det. I de fleste metaller, er plasmafrekvensen i det [[Ultraviolet lys|ultraviolet]]te område, hvilket gør at de skinner (reflekterer) i det synlige lys' område. Nogle metaller, såsom [[kobber]]
<ref>
{{cite journal
 |last= |first=
 |year=1963
 |title=Energy Band Structure of Copper
 |url=https://archive.org/details/sim_physical-review_1963-01-01_129_1/page/n141|journal=[[Physical Review]]
 |volume=129 |issue= |pages=138
 |bibcode= 1963PhRv..129..138B
 |doi=10.1103/PhysRev.129.138
 |last1= Burdick
 |first1= Glenn
}}</ref> 
og [[guld]], har elektroniske mellembåndsovergange i det synlige område, hvorved specifikke lysenergier (farver) bliver absorberet, hvilket giver dem deres distinkte farve. I [[halvleder]]e, er [[valensbånd|valenselektron]]plasmafrekvenserne typisk i det dybe ultraviolette,
<ref>
{{cite book
 |last=Kittel |first=C.
 |year=2005
 |title=Introduction to Solid State Physics
 |url=https://archive.org/details/introductiontoso00kitt_806 |edition=8th
 |publisher=[[John Wiley & Sons]]
 |page=[https://archive.org/details/introductiontoso00kitt_806/page/n423 403], table&nbsp;2
 |isbn=
}}</ref><ref>
{{cite book
 |last=Böer |first=K. W.
 |title=Survey of Semiconductor Physics
 |volume=1 |edition=2nd
 |publisher=[[John Wiley & Sons]]
 |page=525
 |isbn=
 |year=2002
}}</ref> 
hvilket er hvorfor de også reflekterer.

Plasmonenergier kan ofte estimeres ved den [[fri elektronmodel]] som

:<math>
E_{p} = \hbar \sqrt{\frac{n e^{2}}{m\epsilon_0}}= \hbar \cdot \omega_{p},
</math>

hvor <math>n</math> er [[conduktionelektron]](?) tætheden, <math>e</math> er [[elementarladning]]en, <math>m</math> er [[elektronmasse]]n, <math>\epsilon_0</math> er [[permittiviteten af fri rumtid]],  <math>\hbar</math> er [[Plancks konstant]] og <math>\omega_{p}</math> er [[plasmonfrekvens]]en.

== Overfladeplasmoner ==
{{Uddybende|Overfladeplasmon}}
Overfladeplasmoner er plasmoner som er afgrænset til overflader og som interagerer stærkt med lys resulterende i en [[polariton]]. De opstår ved grænsefladen af [[vakuum]] eller materiale med en lille positiv imaginær og stor negativ reel [[dielektrisk konstant]] (sædvanligvis et metal eller doteret [[dielektrikum]]). De spiller en rolle i [[Surface Enhanced Raman Spectroscopy]] og til forklaring af [[anomali]]er ved diffraktion fra bl.a. [[diffraktionsgitter|metalgitre]] ([[Robert W. Wood|Wood's]] anomali). [[Overfladeplasmonresonans]] bliver anvendt af [[biokemiker]]e til at undersøge mekanismerne og kinetik af [[Ligand (biokemi)|ligand]] bindinger til [[receptor]]er (f.eks. en substrat binding til et [[enzym]]).

[[File:GothicRayonnantRose003.jpg|thumb|[[Gotik|Gotisk]] [[glasmosaik]] i [[Notre Dame]] i [[Paris]]. Farverne blev skabt ved at lave [[kolloid]]er af guld [[nanopartikel|nanopartikler]].]]
Nyere overfladeplasmoner er blevet anvendt til at bestemme materialers farver.
<ref>{{cite news| url=http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/4443854.stm | work=[[BBC News]] | title=LEDs work like butterflies' wings | date=18. november 2005 | access-date=22. maj 2010}}</ref> 
Dette er muligt da det at styre partiklernes form og størrelse bestemmer typen af overfladeplasmoner som kan koble til den og udbrede sig hen over den.  Dette styrer lys' interaktion med overfladen.  Disse effekter illustreres af historiske [[glasmosaik]]ker, som pryder [[katedral]]er fra [[middelalder]]en. I dette tilfælde, fås farven fra metal nanopartikler med en bestemt størrelse, som interagerer med det optiske felt, hvilket giver glasset dets levende farver.

==Se også==
* [[Bølger i plasma]]
* [[Plasmaoscillation]]
* [[Spinplasmonics]]
* [[Transformationoptik]]
* [[Fonon]]

== Kilder/referencer ==
{{Reflist}}

*{{cite book | author=Stefan Maier | title=Plasmonics: Fundamentals and Applications | publisher=Springer | year=2007 | isbn=978-0387331508}}
*{{cite book | author=Michael G. Cottam and David R. Tilley | title=Introduction to Surface and Superlattice Excitations | url=https://archive.org/details/introductiontosu0000cott | publisher=Cambridge University Press | year=1989 | isbn=0521321549}}
*{{cite book | author=Heinz Raether | title=Excitation of plasmons and interband transitions by electrons | url=https://archive.org/details/excitationofplas0000raet | publisher=Springer-Verlag | year=1980 | isbn=0-387-09677-9}}
*{{cite journal |last=Barnes |first=W. L.|author2= Dereux, A.; Ebbesen T.W.| year=2003 | title=Surface plasmon subwavelength optics|journal=Nature| volume=424|pages=824–830|doi=10.1038/nature01937 |pmid=12917696 |issue=6950|bibcode = 2003Natur.424..824B }}
*{{cite journal |last=Zayats |first=A. V. |author-link= |author2=Smolyaninov, I. I.; Maradudin, A. A.|year=2005 |title=Nano-optics of surface plasmon polaritons |journal=Physics Reports |volume=408 |issue=3–4 |pages=131–314 |doi=10.1016/j.physrep.2004.11.001 |url= |access-date= |quote= |bibcode = 2005PhR...408..131Z }}
*{{cite journal |last=Atwater |first=Harry A. |author-link= |year=2007 |title=The Promise of Plasmonics |journal=Scientific American |volume=296 |issue=4 |pages=56–63 |id= |url= http://www.sciam.com/article.cfm?id=the-promise-of-plasmonics|access-date= |quote= |doi=10.1038/scientificamerican0407-56 |pmid=17479631 }}
*{{cite journal |last=Ozbay |first=Ekmel |author-link= |year=2006 |title=Plasmonics: Merging Photonics and Electronics at Nanoscale Dimensions |journal=[[Science (journal)|Science]] |volume=311 |issue=5758 |pages=189–193 |doi=10.1126/science.1114849 |url= |access-date= |quote=|pmid=16410515 |bibcode = 2006Sci...311..189O }}
*{{cite journal |last=Schuller |first=Jon |author-link= |author2= Barnard, Edward; Cai, Wenshan; Jun, Young Chul; White, Justin; Brongersma, Mark L.|year=2010 |title=Plasmonics for Extreme Light Concentration and Manipulation |journal=Nature Materials |volume=9 |issue= 3|pages=193–204 |doi= 10.1038/nmat2630|url= |access-date= |quote=|pmid=20168343 |bibcode =   2010NatMa...9..193S}}
*{{cite journal |last=Brongersma |first=Mark |author-link= |author2= Shalaev, Vladimir|year=2010 |title=The case for plasmonics|journal=[[Science (journal)|Science]] |volume= 328|issue= |pages= 440–441 |doi=10.1126/science.1186905  |url= |access-date= |quote=|pmid= |bibcode =   2010Sci...328..440B}}

== Eksterne henvisninger ==
* [http://www.iop.org/EJ/abstract/1367-2630/10/10/105001 A selection of free-download papers on Plasmonics in New Journal of Physics]
* http://www.plasmonicfocus.com {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20070109022245/http://www.plasmonicfocus.com/ |date= 9. januar 2007 }}
* http://www.sprpages.nl
* http://www.qub.ac.uk/mp/con/plasmon/sp1.html {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20030423045410/http://www.qub.ac.uk/mp/con/plasmon/sp1.html |date=23. april 2003 }}
* http://www.nano-optics.org.uk

{{Navboks Partikler}}
{{autoritetsdata}}

[[Kategori:Plasmafysik]]
[[Kategori:Kvasipartikler]]