技術(shù)交流
等離子體和表面等離子體是什么關(guān)系
這些術(shù)語極其新手不友好。一般提起等離子體或者plasma，大家想到的是電離的空氣或者太陽上的高溫物質(zhì)。但是，你如果仔細(xì)考慮一下金屬的自由電子模型，那么在正離子背景中運(yùn)動(dòng)的自由電子“氣”也是一種“等離子體”。金屬中正離子晶格的集體振蕩可以量子化為聲子的產(chǎn)生、傳播與湮滅；同樣，金屬中自由電子氣的集體振蕩也可以看做是一種集體激發(fā)，也可以量子化為某種準(zhǔn)粒子的產(chǎn)生、傳播與湮滅。這個(gè)準(zhǔn)粒子就是plasmon，或者說“等離激元”。是“激元”不是“基元”?！凹ぴ北硎尽凹w激發(fā)的基元”或是說“激發(fā)元”；“等離基元”則暗示plasmon是組成等離子體的*基本單位——但實(shí)際上完全不是如此。組成金屬中等離子體的基本單位明明是自由電子和金屬正離子。
金屬中的電子集體震蕩有兩種：一種是整個(gè)金屬的電子都在外電場作用下同步搖擺，一種是只在金屬表面集體搖擺。顯然，由于金屬對外界電場的高效屏蔽，第一種集體搖擺不可能在宏觀金屬塊材中實(shí)現(xiàn)（所以也不容易跟可控核聚變研究的那種高溫體相等離子體相混淆），而只有在納米顆粒中才能存在。第二種則常見的多，我們常說的“金屬光澤”也與此有關(guān)。既然這第二種搖擺在表面，當(dāng)然叫做“表面等離激元”。另外，這個(gè)等離激元不是固定在一處而是會傳播的，而且傳播所到之處，由于只有電子振動(dòng)而金屬正離子不動(dòng)，必然造成局部不再電中性，而是“極化”了，為了強(qiáng)調(diào)這種極化的局域性和準(zhǔn)粒子特性，*后就變成了“表面等離激元極子”（SPP）這么一個(gè)拗口的名字。稍微意譯一點(diǎn)的話，可以稱之為“表面等離極化激元”，表示這個(gè)激元的特點(diǎn)是“極化的”。綜上，“表面等離子體”也可以算是“等離子體”的一種。但是這個(gè)“等離子體”并不是一般人所想象的那種與“固、液、氣”并列的高溫等離子體。
