Sprzężenie plazmonowe
Sprzężenie plazmonowe to zjawisko, które występuje, gdy dwie lub więcej cząstek plazmonicznych zbliża się do siebie na odległość mniejszą niż w przybliżeniu długość jednej średnicy. Po wystąpieniu sprzężenia plazmonowego, rezonans poszczególnych cząstek zaczyna hybrydyzować, a ich szczytowa długość fali widma rezonansowego zostanie przesunięta ( przesunięcie niebieskie lub przesunięcie ku czerwieni ), w zależności od gęstości ładunku powierzchniowego rozkłada się na sprzężone cząstki. Przy długości fali rezonansowej pojedynczej cząstki gęstość ładunku powierzchniowego bliskich cząstek może być przesunięta w fazie lub w fazie , powodując odpychanie lub przyciąganie, a tym samym prowadząc do wzrostu (przesunięcie ku fioletowi) lub zmniejszenia (przesunięcie ku czerwieni) energii w trybie zhybrydyzowanym. Wielkość przesunięcia, które może być miarą sprzężenia plazmonowego, zależy od szczeliny międzycząsteczkowej oraz geometrii cząstek i rezonansów plazmonowych obsługiwanych przez poszczególne cząstki. Większe przesunięcie ku czerwieni jest zwykle związane z mniejszą szczeliną międzycząsteczkową i większym rozmiarem klastra.
Sprzężenie plazmonowe może również spowodować zwiększenie pola elektrycznego w szczelinie międzycząsteczkowej o kilka rzędów wielkości, co znacznie przekracza wzmocnienie pola dla pojedynczej nanocząstki plazmonicznej . Wiele zastosowań wykrywania, takich jak wzmocniona powierzchniowo spektroskopia ramanowska (SERS), wykorzystuje sprzężenie plazmonowe między nanocząstkami, aby osiągnąć ultraniską granicę wykrywalności.
Władca plazmonów
Władca plazmonowy odnosi się do dimeru dwóch identycznych nanosfer plazmonicznych połączonych ze sobą za pomocą polimeru , zazwyczaj DNA lub RNA . W oparciu o uniwersalne prawo skalowania między przesunięciem widmowym a separacjami międzycząsteczkowymi, odległość w skali nanometrowej można monitorować za pomocą przesunięć kolorów piku rezonansu dimeru. Linijki plazmonowe są zwykle używane do monitorowania fluktuacji odległości poniżej granicy dyfrakcji , od kilkudziesięciu nanometrów do kilku nanometrów.
Mikroskopia sprzężenia plazmonowego
Mikroskopia sprzężenia plazmonowego to ratiometryczne podejście do obrazowania szerokokątnego, które umożliwia monitorowanie wielu linijek plazmonowych z wysoką rozdzielczością czasową . Całe pole widzenia jest obrazowane jednocześnie na dwóch kanałach długości fali, co odpowiada czerwonemu i niebieskiemu bokowi rezonansu linijki plazmonowej. Informacje widmowe pojedynczej linijki plazmonowej są wyrażone w rozkładzie intensywności na dwóch monitorowanych kanałach, określanym ilościowo jako R=(I 1 -I 2 ) /(I 1 + I 2 ). Każda wartość R odpowiada określonej odległości w skali nanometrowej, którą można obliczyć za pomocą symulacji komputerowej lub wygenerować na podstawie eksperymentów.