plasmoniresonanssien

Plasmoniresonanssi on optinen ilmiö, joka esiintyy metalleissa ja muissa johtavissa materiaaleissa. Se liittyy vapaiden elektronien kollektiiviseen värähtelyyn, jota kutsutaan plasmaksi, vuorovaikutuksessa sähkömagneettisen säteilyn kanssa. Kun sähkömagneettisen säteilyn taajuus vastaa materiaalin plasmataajuutta, tapahtuu resonanssi. Tämä resonanssi johtaa voimakkaaseen sähkömagneettisen säteilyn absorptioon tai sirottumiseen materiaalin pinnalla.

Plasmoniresonansseja voidaan ilmetä kahdella päämuodolla: pintaplasmoniresonanssina (SPR) ja tilavuusplasmoniresonanssina (VPR). SPR ilmenee metallien pinnalla, kun sähkömagneettinen aalto vuorovaikuttaa plasmakollektoivien kanssa rajapinnalla. VPR puolestaan ilmenee massiivisissa metallikappaleissa, kun plasmakollektoivit värähtelevät koko kappaleen tilavuudessa.

Plasmoniresonanssin havaitsemiseen ja hyödyntämiseen käytetään erilaisia spektroskopisia tekniikoita, kuten UV-Vis-absorptiospektroskopiaa ja ellipsometriaa. Ilmiöön vaikuttavat materiaalin ominaisuudet, kuten sen koostumus, rakenne ja partikkelikoko. Pienet metallipartikkelit, joiden koko on tyypillisesti nanopartikkelien luokkaa, osoittavat erityisen voimakkaita ja viritystilaltaan säädettäviä plasmoniresonansseja.

Plasmoniresonansseilla on laaja sovellusala eri tieteenaloilla. Niitä hyödynnetään esimerkiksi antureissa, fotokatalyysissä, lääketieteellisessä kuvantamisessa ja diagnostiikassa, aurinkokennoissa ja optoelektroniikassa. Ilmiön ymmärtäminen ja hallinta mahdollistaa uusien materiaalien ja teknologioiden kehittämisen.