Плазмон

Плазмо́н — квазічастинка у твердому тілі, якою описуються узгоджене розповсюдження поздовжньої електромагнітної хвилі та колективних коливань електронного газу.

Свою назву плазмон отримав від схожих коливань, які спостерігаються в плазмі газових розрядів. Взагалі, газ вільних електронів у металах часто називають холодною плазмою.

Плазмова частота

Поздовжні електромагнітні хвилі з огляду на третє рівняння Максвела можуть розповсюджуватися в середовищі лише при виконанні умови

${\displaystyle \varepsilon (\omega )=0}$,

де ${\displaystyle \omega }$ частота електромагнітної хвилі, а ${\displaystyle \varepsilon (\omega )}$ - діелектрична проникність середовища. Саме цією умовою визначається частота плазмонів у металах.

У моделі Друде, згідно з якою провідник описується газом вільних електронів, що не взаємодіють між собою, а позитивний заряд іонних остовів вважається рівномірно розподіленим, плазмони існують на частоті

${\displaystyle \omega _{p}={\sqrt {\frac {4\pi e^{2}N}{m}}},}$,

де ${\displaystyle e}$ — заряд вільного електрона, ${\displaystyle m}$ — маса електрона, ${\displaystyle N}$ — густина вільних електронів у газі. Ця частота називається плазмовою частотою.

Плазмова частота визначає верхню частоту, вище якої електромагнітні хвилі починають проникати в метал і метал стає прозорим. Для більшості металів ця частота лежить в ультрафіолетовій області.

Див. також

• Поверхневий плазмон
• Локалізований плазмон
• Плазмові осциляції
• Плазмоніка

Примітки

1. Слюсар, В.И. (2009). Наноантенны: подходы и перспективы. - C. 58 - 65 (PDF). Электроника: наука, технология, бизнес. – 2009. - № 2. с. C. 63.

Джерела

• Абрикосов А.А. (1987). Основы теории металлов. Москва: Наука.
• Соколов А.В. (1961). Оптические свойства металлов. Москва: Государственное издательство физико-математической литературы.
• Слюсар, В.И. (2009). Наноантенны: подходы и перспективы. - C. 58 - 65 (PDF). Электроника: наука, технология, бизнес. – 2009. - № 2. с. C. 58 – 65.
• Глосарій термінів з хімії // Й.Опейда, О.Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет — Донецьк: «Вебер», 2008. — 758 с. —

Квазічастинки

Біекситон | Дірка | Куперівська пара | Магнон | Орбітон | Плазмон | Поляритон | Полярон | Фазон | Флуктуон | Фонон | Екситон | Електрон | Ротон