表面等离激元

表面等离激元Surface Plasmon Polariton，SPP

当光波(电磁波)入射到金属与介质分界面时，金属表面的自由电子发生集体振荡，电磁波与金属表面自由电子耦合而形成的一种沿着金属表面传播的近场电磁波，如果电子的振荡频率与入射光波的频率一致就会产生共振，在共振状态下电磁场的能量被有效地转变为金属表面自由电子的集体振动能，这时就形成的一种特殊的电磁模式:电磁场被局限在金属表面很小的范围内并发生增强，这种现象就被称为表面等离激元现象。
一般提起等离子体或者plasma，大家想到的是电离的空气或者太阳上的高温物质。但是，你如果仔细考虑一下金属的自由电子模型，那么在正离子背景中运动的自由电子“气”也是一种“等离子体”。金属中正离子晶格的集体振荡可以量子化为声子的产生、传播与湮灭；同样，金属中自由电子气的集体振荡也可以看做是一种集体激发，也可以量子化为某种准粒子的产生、传播与湮灭。这个准粒子就是plasmon，或者说“等离激元”。是“激元”不是“基元”。“激元”表示“集体激发的基元”或是说“激发元”；“等离基元”则暗示plasmon是组成等离子体的最基本单位——但实际上完全不是如此。组成金属中等离子体的基本单位明明是自由电子和金属正离子。