Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Yüzey plazmonları, yalıtkanlık sabitinin işaret değiştirdiği iki yüzey arasında uyarılabilen delokalize elektron salınımlarıdır; bunlara örnek olarak görünür ışıkta dielektrik ve metaller arası yüzeyler verilebilir. Plazmonlar plazma salınımlarının kuantasıdır; bu elektromanyetik dalgaların kuantizasyonunun fotonlar olmasıyla benzer durumdur. Yüzey plazmonları toplu plazmon salınımlarından daha az güce sahiptir; yüzey plazmonlarının aksine bu tip salınımlar Fermi gazlarında (ya da plazmalarda) boylamasına gerçekleşir.
Yüzey plazmonlarındaki elektron salınımları metalin içinde ve dışında elektron salınımları yaratır. Bu salınımların bütünü yüzey plazmon polaritonu ya da lokalize yüzey plazmonu olarak tanımlanmaktadır; yüzey plazmon polaritonu düzlemsel yüzeylerde oluşurken, lokalize yüzey plazmonu bir nanoparçacığın kapalı yüzeylerinde oluşmaktadır.
Yüzey plazmonları ilk kez 1957'de Rufus Ritchie tarafından teorize edilmiştir. Bundan sonraki senelerde yüzey plazmonları birçok fizikçi tarafından incelenmiştir: bunlar arasında T. Turbadar, Heinz Raether, E. Kretschmann ve A. Otto bulunmaktadır. Yüzey plazmonlarının veri aktarımı gibi kullanım alanlarının incelenmesi fotoniğin bir alt kolu olan plazmonik bilimine girer.
Yüzey plazmon polaritonu
Yüzey plazmon polaritonunun uyarımı
Yüzey plazmon polaritonları elektron veya fotonlarla uyarılabilir. Buna karşın fotonla uyarım elektromanyetik momentum korunumu nedeniyle doğrudan gerçekleştirilemez; bunun için prizma, ızgara (Bragg ızgarası) veya yüzey defektleri gerekmektedir.
Dispersiyon ilişkisi
Yüzey plazmonlarının uyarımı dalgaların yüzeydeki dispersiyon ilişkisine bağlıdır. Dispersiyon ilişkisi frekans ile dalga vektörü arasındaki ilişkiyi ifade eder; kırılma indisinin frekansa bağlı olması ile de tanımlanabilir.
Düşük frekanslarda yüzey plazmon polaritonları Sommerfeld-Zenneck dalgaları ismi verilen yüzey dalgalarına yakınsar; bu frekanslarda dispersion ilişkisi lineer ve boşlukla aynıdır. Artan frekanslarda dispersiyon fonksiyonu bükülür ve plazma frekansında asimptotik sınırına ulaşır.
Basit bir düzlemsel metal-dielektrik yüzeyi için dispersiyon ilişkisi şu şekilde ifade edilmektedir:
Bu formülde 
yüzeydeki dalga vektörünü, 
ile 
ise yüzeydeki malzemelerin yalıtkanlık sabitidir. 
, açısal frekans ile ışık hızının oranı, boşluktaki dalga vektör sayısını ifade eder. Bu yüzeyde bir yüzey plazmon polaritonunun Maxwell denklemleri'ni sağlaması için bu formüle uyması gerekir.
Dispersiyon grafiği için metallerin yalıtkanlık sabitinin yaklaşık olarak hesaplanmasında Drude ya da serbest elektron modeli kullanılabilir.
Yayılım uzaklığı ve deri derinliği
Yüzey plazmon polaritonları yüzey boyunca yayıldıkça metalin görünür ışıkta kayıplı olması nedeniyle soğurulur. Aynı zamanda bu dalgalar saçılma ile de enerji kaybedebilir. Elektrik alan metal yüzeyine dik olarak uzaklaştıkça üstel bir biçimde azalır; bu tip dalgalara evanesan dalgalar (evanescent waves) adı verilir. Düşük frekanslarda bu dalgaların metalde erişebileceği derinlikler (deri derinliği) yüzey katmanı etkisi formülünü kullanarak yaklaşık olarak hesaplanabilir. Yüzeyin dielektrik kısmında elektrik alan metale göre daha yavaş bir biçimde azalır. Yüzey plazmon polaritonların deri derinliğine olan hassasiyeti yüzeylerdeki bozunmaları tespit etmek için kullanılmalarına önayak olmuştur.
Deneysel uygulamalar
Yüzey plazmon polaritonlarının uyarımı yüzey plazmon rezonansı (surface plasmon resonance) tekniğinde kullanılmatadır. Yüzey plazmon rezonansında maksimum uyarım (rezonans) bir prizmadan ışığın gönderim açısına ya da dalga boyuna göre yansıyan güç incelenerek bulunur. Bu teknik yüzey kalınlığında nanometre boyundaki farklılıkları, yoğunluk farklarını ya da moleküler soğurmaları tespit etmekte kullanılmaktadır. Son dönemlerdeki çalışmalar bu tekniği çok katmanlı yüzeylere uyarlamaktadır.
Plazmonik yapıların ışığı kırınım sınırından daha küçük dalga boylarına hapsedebilmesi bu etkinin "dalgaboyu-altı optik" (subwavelength optics), plazmonik güneş pili ve süper lens gibi uygulamalar için araştırılmasını sağlamıştır.
Yüzey plazmon devreleri yüksek performans fotonik devrelerdeki boyut sorunu çözmek için öne sürülmüştür.
Nano-malzemelerin plazmonik özellik ve yatkınlıklarının dinamik olarak kontrol edilebilmesi plazmonik teknolojinin ilerlemesi için önemli bir adım olarak görülmektedir. Toplu plazmon rezonansı kullanarak yüzey plazmon resonansının bastırılabileceği gösterilmiştir. Bu yöntemin fotonik devrelerde önemli bir yere sahip olacak CMOS-uyumlu plazmonik elektrooptik modülatörlerin gelişimde önemli bir yere sahip olacağı öne sürülmektedir.
Yüzeyce güçlendirilmiş Raman saçılması ve yüzey-etkili floresans gibi bazı yüzey etkileşimleri soy metallerdeki yüzey plazmonlara bağlıdır; bunlar kullanılarak sensörler geliştirilmiştir. Yüzey ikinci harmonik iletimi gibi doğrusal olmayan optik etkileşimlerde yüzey plazmon rezonansı daha kuvvetli olmaktadır. Ayrıca plazmonik soğurma özelliklerinin moleküler sensörlerin gelişimde rolü olmuştur.
Ayrıca bakınız
Kaynakça
- ^ Ritchie, R. H. (Haziran 1957). "Plasma Losses by Fast Electrons in Thin Films". Physical Review. 106 (5). ss. 874-881. Bibcode:1957PhRv..106..874R. doi:10.1103/PhysRev.106.874.
- ^ Polman, Albert; Harry A. Atwater (2005). (PDF). Materials Today. Cilt 8. s. 56. doi:10.1016/S1369-7021(04)00685-6. 7 Haziran 2010 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 26 Ocak 2011.
- ^ Maier, Stefan A. (2007). Plasmonics: Fundamentals and Applications. New York: Springer Publishing. ISBN .
- ^ a b c Raether, Heinz (1988). Surface Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings. Springer Tracts in Modern Physics 111. New York: Springer-Verlag. ISBN .
- ^ Taverne, S.; Caron, B.; Gétin, S.; Lartigue, O.; Lopez, C.; Meunier-Della-Gatta, S.; Gorge, V.; Reymermier, M.; Racine, B.; Maindron, T.; Quesnel, E. (12 Ocak 2018). "Multispectral surface plasmon resonance approach for ultra-thin silver layer characterization: Application to top-emitting OLED cathode". Journal of Applied Physics. 123 (2). s. 023108. Bibcode:2018JAP...123b3108T. doi:10.1063/1.5003869. ISSN 0021-8979.
- ^ Salvi, Jérôme; Barchiesi, Dominique (1 Nisan 2014). "Measurement of thicknesses and optical properties of thin films from Surface Plasmon Resonance (SPR)". Applied Physics A (İngilizce). 115 (1). ss. 245-255. Bibcode:2014ApPhA.115..245S. doi:10.1007/s00339-013-8038-z. ISSN 1432-0630.
- ^ Barnes, William L.; Dereux, Alain; Ebbesen, Thomas W. (2003). "Surface plasmon subwavelength optics". Nature. 424 (6950). ss. 824-30. Bibcode:2003Natur.424..824B. doi:10.1038/nature01937. (PMID) 12917696.
- ^ Ozbay, E. (2006). "Plasmonics: Merging Photonics and Electronics at Nanoscale Dimensions". Science. 311 (5758). ss. 189-93. Bibcode:2006Sci...311..189O. doi:10.1126/science.1114849. hdl:11693/38263. (PMID) 16410515.
- ^ Akimov, Yu A; Chu, H S (2012). "Plasmon–plasmon interaction: Controlling light at nanoscale". Nanotechnology. 23 (44). s. 444004. doi:10.1088/0957-4484/23/44/444004. (PMID) 23080049.
- ^ Wenshan Cai; Justin S. White; Mark L. Brongersma (2009). "Compact, High-Speed and Power-Efficient Electrooptic Plasmonic Modulators". Nano Letters. 9 (12). ss. 4403-11. Bibcode:2009NanoL...9.4403C. doi:10.1021/nl902701b. (PMID) 19827771.
- ^ Xu, Zhida; Chen, Yi; Gartia, Manas; Jiang, Jing; Liu, Logan (2011). "Surface plasmon enhanced broadband spectrophotometry on black silver substrates". Applied Physics Letters. 98 (24). s. 241904. arXiv:1402.1730 $2. Bibcode:2011ApPhL..98x1904X. doi:10.1063/1.3599551.
- ^ V. K. Valev (2012). "Characterization of Nanostructured Plasmonic Surfaces with Second Harmonic Generation". Langmuir. 28 (44). ss. 15454-15471. doi:10.1021/la302485c. (PMID) 22889193.
- ^ Minh Hiep, Ha; Endo, Tatsuro; Kerman, Kagan; Chikae, Miyuki; Kim, Do-Kyun; Yamamura, Shohei; Takamura, Yuzuru; Tamiya, Eiichi (2007). "A localized surface plasmon resonance based immunosensor for the detection of casein in milk". Science and Technology of Advanced Materials. 8 (4). s. 331. Bibcode:2007STAdM...8..331M. doi:10.1016/j.stam.2006.12.010.
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Yuzey plazmonlari yalitkanlik sabitinin isaret degistirdigi iki yuzey arasinda uyarilabilen delokalize elektron salinimlaridir bunlara ornek olarak gorunur isikta dielektrik ve metaller arasi yuzeyler verilebilir Plazmonlar plazma salinimlarinin kuantasidir bu elektromanyetik dalgalarin kuantizasyonunun fotonlar olmasiyla benzer durumdur Yuzey plazmonlari toplu plazmon salinimlarindan daha az guce sahiptir yuzey plazmonlarinin aksine bu tip salinimlar Fermi gazlarinda ya da plazmalarda boylamasina gerceklesir Bir yuzey plazmon semasi Semada gosterilen elektromanyetik dalga ve yuk yogunlugu salinimlari yuzey plazmon polariton lari olarak tanimlanmaktadir Bu tip dalgalar yuzey boyunca hareket eder ve yuzeyden dik bir bicimde uzaklastikca ustel bir bicimde sagda azalirlar Bu tip dalgalar elektromanyetik tayfin gorunur isik frekanslarinda uyarilabilir Yuzey plazmonlarindaki elektron salinimlari metalin icinde ve disinda elektron salinimlari yaratir Bu salinimlarin butunu yuzey plazmon polaritonu ya da lokalize yuzey plazmonu olarak tanimlanmaktadir yuzey plazmon polaritonu duzlemsel yuzeylerde olusurken lokalize yuzey plazmonu bir nanoparcacigin kapali yuzeylerinde olusmaktadir Yuzey plazmonlari ilk kez 1957 de Rufus Ritchie tarafindan teorize edilmistir Bundan sonraki senelerde yuzey plazmonlari bircok fizikci tarafindan incelenmistir bunlar arasinda T Turbadar Heinz Raether E Kretschmann ve A Otto bulunmaktadir Yuzey plazmonlarinin veri aktarimi gibi kullanim alanlarinin incelenmesi fotonigin bir alt kolu olan plazmonik bilimine girer Yuzey plazmon polaritonuYuzey plazmon polaritonunun uyarimi Yuzey plazmon polaritonlari elektron veya fotonlarla uyarilabilir Buna karsin fotonla uyarim elektromanyetik momentum korunumu nedeniyle dogrudan gerceklestirilemez bunun icin prizma izgara Bragg izgarasi veya yuzey defektleri gerekmektedir Dispersiyon iliskisi Yuzey plazmon polaritonlarda dispersiyon Dusuk dalga vektorlerinde k yuzey plazmon cizgisi kirmizi foton cizgisine mavi yakinsar Yuzey plazmonlarinin uyarimi dalgalarin yuzeydeki dispersiyon iliskisine baglidir Dispersiyon iliskisi frekans ile dalga vektoru arasindaki iliskiyi ifade eder kirilma indisinin frekansa bagli olmasi ile de tanimlanabilir Dusuk frekanslarda yuzey plazmon polaritonlari Sommerfeld Zenneck dalgalari ismi verilen yuzey dalgalarina yakinsar bu frekanslarda dispersion iliskisi lineer ve boslukla aynidir Artan frekanslarda dispersiyon fonksiyonu bukulur ve plazma frekansinda asimptotik sinirina ulasir Basit bir duzlemsel metal dielektrik yuzeyi icin dispersiyon iliskisi su sekilde ifade edilmektedir kx wc e1e2e1 e2 1 2 displaystyle k x frac omega c left frac varepsilon 1 varepsilon 2 varepsilon 1 varepsilon 2 right 1 2 Bu formulde kx displaystyle k x yuzeydeki dalga vektorunu e1 displaystyle varepsilon 1 ile e2 displaystyle varepsilon 2 ise yuzeydeki malzemelerin yalitkanlik sabitidir kx wc displaystyle k x frac omega c acisal frekans ile isik hizinin orani bosluktaki dalga vektor sayisini ifade eder Bu yuzeyde bir yuzey plazmon polaritonunun Maxwell denklemleri ni saglamasi icin bu formule uymasi gerekir Dispersiyon grafigi icin metallerin yalitkanlik sabitinin yaklasik olarak hesaplanmasinda Drude ya da serbest elektron modeli kullanilabilir Yayilim uzakligi ve deri derinligi Yuzey plazmon polaritonlari yuzey boyunca yayildikca metalin gorunur isikta kayipli olmasi nedeniyle sogurulur Ayni zamanda bu dalgalar sacilma ile de enerji kaybedebilir Elektrik alan metal yuzeyine dik olarak uzaklastikca ustel bir bicimde azalir bu tip dalgalara evanesan dalgalar evanescent waves adi verilir Dusuk frekanslarda bu dalgalarin metalde erisebilecegi derinlikler deri derinligi yuzey katmani etkisi formulunu kullanarak yaklasik olarak hesaplanabilir Yuzeyin dielektrik kisminda elektrik alan metale gore daha yavas bir bicimde azalir Yuzey plazmon polaritonlarin deri derinligine olan hassasiyeti yuzeylerdeki bozunmalari tespit etmek icin kullanilmalarina onayak olmustur Deneysel uygulamalarYuzey plazmon rezonansi teknigi ile bir biyosensor uygulamasi Bu uygulamada Kretschmann Raether konfigurasyonu kullanilmaktadir Yuzey plazmon polaritonlarinin uyarimi yuzey plazmon rezonansi surface plasmon resonance tekniginde kullanilmatadir Yuzey plazmon rezonansinda maksimum uyarim rezonans bir prizmadan isigin gonderim acisina ya da dalga boyuna gore yansiyan guc incelenerek bulunur Bu teknik yuzey kalinliginda nanometre boyundaki farkliliklari yogunluk farklarini ya da molekuler sogurmalari tespit etmekte kullanilmaktadir Son donemlerdeki calismalar bu teknigi cok katmanli yuzeylere uyarlamaktadir Plazmonik yapilarin isigi kirinim sinirindan daha kucuk dalga boylarina hapsedebilmesi bu etkinin dalgaboyu alti optik subwavelength optics plazmonik gunes pili ve super lens gibi uygulamalar icin arastirilmasini saglamistir Yuzey plazmon devreleri yuksek performans fotonik devrelerdeki boyut sorunu cozmek icin one surulmustur Nano malzemelerin plazmonik ozellik ve yatkinliklarinin dinamik olarak kontrol edilebilmesi plazmonik teknolojinin ilerlemesi icin onemli bir adim olarak gorulmektedir Toplu plazmon rezonansi kullanarak yuzey plazmon resonansinin bastirilabilecegi gosterilmistir Bu yontemin fotonik devrelerde onemli bir yere sahip olacak CMOS uyumlu plazmonik elektrooptik modulatorlerin gelisimde onemli bir yere sahip olacagi one surulmektedir Yuzeyce guclendirilmis Raman sacilmasi ve yuzey etkili floresans gibi bazi yuzey etkilesimleri soy metallerdeki yuzey plazmonlara baglidir bunlar kullanilarak sensorler gelistirilmistir Yuzey ikinci harmonik iletimi gibi dogrusal olmayan optik etkilesimlerde yuzey plazmon rezonansi daha kuvvetli olmaktadir Ayrica plazmonik sogurma ozelliklerinin molekuler sensorlerin gelisimde rolu olmustur Ayrica bakinizFotonik Fotonik kristal Kati hal fizigi Metamateryal Nanofotonik Optik Perdeleme teorileri Super lensKaynakca Ritchie R H Haziran 1957 Plasma Losses by Fast Electrons in Thin Films Physical Review 106 5 ss 874 881 Bibcode 1957PhRv 106 874R doi 10 1103 PhysRev 106 874 Polman Albert Harry A Atwater 2005 PDF Materials Today Cilt 8 s 56 doi 10 1016 S1369 7021 04 00685 6 7 Haziran 2010 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 26 Ocak 2011 Maier Stefan A 2007 Plasmonics Fundamentals and Applications New York Springer Publishing ISBN 978 0 387 33150 8 a b c Raether Heinz 1988 Surface Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings Springer Tracts in Modern Physics 111 New York Springer Verlag ISBN 978 3540173632 Taverne S Caron B Getin S Lartigue O Lopez C Meunier Della Gatta S Gorge V Reymermier M Racine B Maindron T Quesnel E 12 Ocak 2018 Multispectral surface plasmon resonance approach for ultra thin silver layer characterization Application to top emitting OLED cathode Journal of Applied Physics 123 2 s 023108 Bibcode 2018JAP 123b3108T doi 10 1063 1 5003869 ISSN 0021 8979 Salvi Jerome Barchiesi Dominique 1 Nisan 2014 Measurement of thicknesses and optical properties of thin films from Surface Plasmon Resonance SPR Applied Physics A Ingilizce 115 1 ss 245 255 Bibcode 2014ApPhA 115 245S doi 10 1007 s00339 013 8038 z ISSN 1432 0630 Barnes William L Dereux Alain Ebbesen Thomas W 2003 Surface plasmon subwavelength optics Nature 424 6950 ss 824 30 Bibcode 2003Natur 424 824B doi 10 1038 nature01937 PMID 12917696 Ozbay E 2006 Plasmonics Merging Photonics and Electronics at Nanoscale Dimensions Science 311 5758 ss 189 93 Bibcode 2006Sci 311 189O doi 10 1126 science 1114849 hdl 11693 38263 PMID 16410515 Akimov Yu A Chu H S 2012 Plasmon plasmon interaction Controlling light at nanoscale Nanotechnology 23 44 s 444004 doi 10 1088 0957 4484 23 44 444004 PMID 23080049 Wenshan Cai Justin S White Mark L Brongersma 2009 Compact High Speed and Power Efficient Electrooptic Plasmonic Modulators Nano Letters 9 12 ss 4403 11 Bibcode 2009NanoL 9 4403C doi 10 1021 nl902701b PMID 19827771 Xu Zhida Chen Yi Gartia Manas Jiang Jing Liu Logan 2011 Surface plasmon enhanced broadband spectrophotometry on black silver substrates Applied Physics Letters 98 24 s 241904 arXiv 1402 1730 2 Bibcode 2011ApPhL 98x1904X doi 10 1063 1 3599551 V K Valev 2012 Characterization of Nanostructured Plasmonic Surfaces with Second Harmonic Generation Langmuir 28 44 ss 15454 15471 doi 10 1021 la302485c PMID 22889193 Minh Hiep Ha Endo Tatsuro Kerman Kagan Chikae Miyuki Kim Do Kyun Yamamura Shohei Takamura Yuzuru Tamiya Eiichi 2007 A localized surface plasmon resonance based immunosensor for the detection of casein in milk Science and Technology of Advanced Materials 8 4 s 331 Bibcode 2007STAdM 8 331M doi 10 1016 j stam 2006 12 010