LSPR
關注創建者：匿名 創建時間：2022-02-08
LSPR的實例教程
等離子體質量因子表明，壓縮(拉伸)應變還可以增加(降低)LSPR在太陽能轉換應用中所需能量范圍內的近場增強和光吸收效率。在三種金屬中，Ag對于基于近場增強的應用更有利，但是對于基于帶間電子躍遷的應用而言不太有利，無論是否發生應變。這些結果表明，應變是改善和調控LSPR相關光學和電子特性的有效手段，為優化納米結構設計以獲得更高太陽能轉換效率和基于貴金屬LSPR的光電器件提供了十分有益的參考。
文獻鏈接：Electronic and optical properties of strained noble metals: implications for applications based on LSPR (Nano Energy, 2018, DOI: 10.1016/j.nanoen.2018.09.042)
展開 金或銀納米粒子中的電子與入射光場相互作用時產生局域表面等離子體共振 (LSPR)。這種 LSPR 現象強烈依賴于納米結構的尺寸、形狀和周圍介電環境。特別是后者 的依賴性開辟了一條折射率傳感的道路，對于一定的折射率變化，LSPR現象將導致較大的光譜偏移，從而可以檢測介電環境微小的變化。在實際應用中，金屬納米結構的損失是不可避免的。 為了實現低損耗器件，人們通過優化結構幾何形狀和使用增益材料來降低損耗。超材料是共振金屬納米結構，其晶胞遠小于光的工作波長，通過正確設計超材料中的電磁響應，可以實現完美的吸收。一般來說，在實際應用中，理想的吸收體對入射角和光的偏振不敏感。</p><p class="ql-align-justify">我們的傳感器方案提出了潛在的折射率傳感器平臺，其中局域表面等離子體共振傳感基于簡單的反射率測量，只需使用單波長光源就可完成。圖 1 展示了吸收體傳感器結構的幾何形狀。它由兩個功能層組成：最上層是金納米盤陣列，最下層是金鏡，這兩層由 MgF2 電介質隔開。該結構設計為在垂直入射時在 x 和 y 方向上與偏振無關。</p><div contenteditable="false" width="100%" class="ql-align-justify"><img src="https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-axegupay5k/f60824320abb41ac838d27131f57563b~noop.image?
展開 參考文獻是《帶有Ｔ型腔的ＭＩＭ 波導的法諾共振特性研究》-吳迪
帶有T型腔的MIM波導的法諾共振特性研究_吳敵.pdf
在之前的第2篇文章和第3篇文章中介紹了金納米顆粒的局域表面等離子體共振LSPR。在我看來，有個東西叫spp效應，與它像兄弟關系。spp就是 傳導型 表面等離子體共振，LSPR是 局域型 表面等離子體共振。感興趣的可以學下這兩本書。
在我看論文時發現，LSPR的文章多如牛毛，而SPP方面的文章就相對來說少見了。今天說的MIM波導正好與SPP有點相關.
下面是論文的結果 VS 我的結果
1，慢光效應的延時時間計算和等效折射率
上面這三張圖就是該復現該論文的難點，光學延遲時間和群折射率計算公式如下
難點在于要對圖7a求出的曲線，首先求每點的切線斜率，然后所有點的切線斜率合在一起得到圖7b。那么問題是該怎么求各點的切線斜率？翻翻高等數學書導數的定義就知道了。這里上面三幅圖我是在matlab中繪制的，主要原因是在comsol中還沒法畫出圖7a。
2，求MIM波導的透射率。這是MIM波導方面文章的必仿內容。
下面是付費內容，包含上面所有圖片的comsol模型以及對應的matlab代碼
展開 參考文獻《Investigation of surface plasmon resonance phenomena by finiteelement analysis and Fresnel calculation》
Investigation of surface plasmon resonance phenomena by finiteelement analysis and Fresnel calculation.pdf
之前說到過LSPR有個兄弟叫spp，但是spp方面的文章比較少，今天正好看到一篇，順手就給重復出來了。
下面是論文結果VS 我的結果 。
這篇文章我查了下，14年發的，發在了一區影響因子7.46的《Sensors and Actuators B: Chemical》。本文說明了一件什么事呢？就是作者做了關于spp的實驗，然后用仿真軟件comsol和winspall去仿真實驗，發現comsol與實驗較吻合，而winspall與實驗結果差的比較多，所以說明comsol更優秀。
下面介紹下spp是什么？spp全稱是surface plasmon polarition（表面等離激元，文中叫SPR-surface plasmon resonance），但是為了將其與局域表面等離子體共振LSPR（localized surface plasmon resonance），我個人喜歡將spp稱作 傳播型 表面等離子體共振。為什么要加傳播型？
展開 由于AuNPs之間的等離子體耦合相互作用，雜化囊泡的形成與局部表面等離子體共振（LSPR）帶的明顯紅移有關，且大的NPAMs在決定其光學響應方面起主導作用，因而m-YSVs的LSPR峰紅移比s-YSVs的明顯。
圖2. （a, b）φs為0.48 nM時形成的m-YSVs的SEM（a）和TEM（b）圖像。（c, d）φs為0.6 nM時形成的s-YSVs（c）和φs為0.3 nM時形成的PVs（d）的SEM和TEM（插圖）圖像。比例尺：（a-c）中的大圖和插圖分別為200 nm和100 nm；（d）中的大圖和插圖分別為400 nm和250 nm。（d）（b-c）中囊泡結構的紫外-可見光譜。
NPs表面的末端接枝共聚物配體的構象熵增加與斑塊相邊界處的界面能損失相抗衡，驅動囊泡膜內NPs的宏觀分離。囊泡的橫截面和二元NPAMs在膜內的堆積的示意圖如圖3所示。在HV結構中，二元NPAMs隨機（或均勻）分布，共聚物配體被拉伸或壓縮；在PV結構中，NPAM斑塊使共聚物配體通過橫向相分離（即形成斑塊）獲得構象熵增；當φS/φL較大時，由于形成構象熵增加不足以抵消界面能損失，較大的NPAMs分離到囊泡內，形成YSVs結構。
圖3. 囊泡的橫截面和二元NPAMs在膜內的堆積示意圖。（a）HV,（b）PV和（c）YSV。
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LSPR的最新內容
傳感器和生物傳感器
表面等離子體光子學材料支持局域表面等離子體共振（LSPR），可增強局部電磁場，從而顯著改進光譜學和傳感應用。
例如，等離子體誘導共振能量轉移（PIRET）可用于提高發光二極管（LED）的效率以及熒光傳感器的性能。
表面等離子體光子學的強大應用之一是：用于檢測微量生物或化學制劑的傳感器。
傳感器和生物傳感器
表面等離子體光子學材料支持局域表面等離子體共振（LSPR），可增強局部電磁場，從而顯著改進光譜學和傳感應用。
例如，等離子體誘導共振能量轉移（PIRET）可用于提高發光二極管（LED）的效率以及熒光傳感器的性能。
表面等離子體光子學的強大應用之一是：用于檢測微量生物或化學制劑的傳感器。
Design and analysis of highly sensitive LSPR-based metal–insulator–metal nano-discs as a biosensor for fast detection of SARS-CoV-2[C]//Photonics. MDPI, 2022, 9(8): 542.
金或銀納米粒子中的電子與入射光場相互作用時產生局域表面等離子體共振 (LSPR)。這種 LSPR 現象強烈依賴于納米結構的尺寸、形狀和周圍介電環境。特別是后者 的依賴性開辟了一條折射率傳感的道路，對于一定的折射率變化，LSPR現象將導致較大的光譜偏移，從而可以檢測介電環境微小的變化。在實際應用中，金屬納米結構的損失是不可避免的。
黑色AgNW/MXene導電側作為加熱側，AgNW/MXene層表現出強烈的光吸收和局部表面等離子體共振(LSPR)效應，并且其褶皺紋理顯著增強了光吸收，當輻照強度為50 mW/cm2時，可實現比裸露皮膚高5 ℃的加熱溫度。出色的可拉伸EMI屏蔽和雙模個人被動熱管理能力的成功結合，使可拉伸janus型織物成為未來可穿戴產品的有希望的候選者。
spp全稱是surface plasmon polarition（表面等離激元，文中叫SPR-surface plasmon resonance），但是為了將其與局域表面等離子體共振LSPR（localized surface plasmon resonance），我個人喜歡將spp稱作 傳播型 表面等離子體共振。為什么要加傳播型？
參考文獻是《帶有Ｔ型腔的ＭＩＭ 波導的法諾共振特性研究》-吳迪
帶有T型腔的MIM波導的法諾共振特性研究_吳敵.pdf
在之前的第2篇文章和第3篇文章中介紹了金納米顆粒的局域表面等離子體共振LSPR。在我看來，有個東西叫spp效應，與它像兄弟關系。spp就是 傳導型 表面等離子體共振，LSPR是 局域型 表面等離子體共振。感興趣的可以學下這兩本書。
由于AuNPs之間的等離子體耦合相互作用，雜化囊泡的形成與局部表面等離子體共振（LSPR）帶的明顯紅移有關，且大的NPAMs在決定其光學響應方面起主導作用，因而m-YSVs的LSPR峰紅移比s-YSVs的明顯。
圖2.
貴金屬納米顆粒（NPs）具有獨特的局域表面等離激元共振（LSPR）效應。當入射光頻率與金屬外層自由電子振蕩頻率相匹配時，金屬納米顆粒能夠高效吸收或散射外部光能，發生光化學反應、或以熱的形式釋放能量并產生“光熱效應”。
近日，東北師范大學物理學院付申成、張昕彤、劉益春研究團隊提出了一種基于等離激元驅動的光誘導質量遷移技術，在非光活性介質上實現了精細的表面形貌調制
。
圖19 Au十面體的LSPR特征
(a) 外部光在小和大的十面體納米晶體表面上誘導的電荷密度；
(b) 紫外-可見光譜顯示Au十面體納米晶體的尺寸依賴性（43-146nm）的光學性質。
