بلازمون
البلازمونات السطحية

البلازمونات السطحية هي البلازمونات التي تتمركز على السطح والتي تتفاعل بشدة مع الضوء منتجة ما يعرف بالبولاريتونات. تحدث البلازمونات السطحية على الواجهة بين المادة التي تمتلك سماحية نسبية موجبة اي ثابت العزل (مثل الفراغ , الهواء و الزجاج و غيرها من المواد العازلة الاخرى) و المادة التي تمتلك ثابت عزل جزءه الحقيقي سالب عند تردد محدد للضوء (عادةً ما يكون معدنًا أو أشباه موصلات شديدة التشويب).
بالإضافة إلى الإشارة المعاكسة للجزء الحقيقي من السماحية ، يجب أن يكون حجم الجزء الحقيقي من السماحية في منطقة السماحية السلبية عادةً أكبر من حجم السماحية في منطقة السماحية الإيجابية ، وإلا فإن الضوء غير مرتبط بـ السطح (أي أن البلازمونات السطحية غير موجودة) كما هو موضح في كتاب هاينز رايثر الشهير. في الأطوال الموجية المرئية من الضوء ، على سبيل المثال الطول الموجي 632.8 نانومتر الذي يوفره ليزر He-Ne ، غالبًا ما تتشكل الواجهات الداعمة للبلازمونات السطحية من معادن مثل الفضة أو الذهب (سماحية الجزء الحقيقي السلبي) الملامسة للعوازل الكهربائية مثل الهواء أو ثاني أكسيد السيليكون. يمكن أن يكون للاختيار الخاص للمواد تأثير كبير على درجة حبس الضوء ومسافة الانتشار بسبب الخسائر. يمكن أن توجد البلازمونات السطحية أيضًا على واجهات أخرى غير الأسطح المسطحة ، مثل الجسيمات ، أو الشرائط المستطيلة ، والأخاديد v ، والأسطوانات ، والهياكل الأخرى. تم فحص العديد من الهياكل لمعرفة قابلية البلازمونات السطحية على حصر الضوء تحت حد الحيود للضوء. كان أحد الهياكل البسيطة التي تم فحصها هو نظام متعدد الطبقات من النحاس والنيكل. ملادينوفيتش وآخرونن. وجد ان ستخدام الطبقات المتعددة مشابه لسلوك المادة البلازمونية.  يتم منع أوكسيد النحاس بإضافة طبقات النيكل. و هو مسار سهل لدمج البلازمونات لاستخدام النحاس كمادة بلازمونية حيث يعد الخيار الأكثر شيوعًا للطلاء المعدني جنبًا إلى جنب مع النيكل. تعمل الطبقات المتعددة بمثابة محزز حيود للضوء الساقط. يمكن تحقيق امتصاصية تصل إلى 40 بالمائة من سقوط عمودي للاشعه  مع النظام متعدد الطبقات اعتمادًا على نسبة سمك النحاس إلى النيكل. لذلك ، فإن استخدام المعادن الشائعة بالفعل في بنية متعددة الطبقات يثبت أنه حل للتكامل البلازموني.
يمكن أن تلعب البلازمونات السطحية دورًا في مطيافية رامان المُحسَّنة على السطح وفي تفسير الانحرافات في الحيود من حواجز شبكية معدنية (شذوذ وود) ، من بين أشياء أخرى. يستخدم علماء الكيمياء الحيوية رنين البلازمون السطحي لدراسة آليات وحركية الروابط المرتبطة بالمستقبلات (أي ارتباط الركيزة بالإنزيم). يمكن استخدام رنين البلازمون السطحي متعدد المعالملات ليس فقط لقياس التفاعلات الجزيئية ولكن أيضًا لدراسة خصائص الطبقة النانوية أو التغيرات الهيكلية في الجزيئات الممتصة أو طبقات البوليمر أو الجرافين ، على سبيل المثال.
يمكن أيضًا ملاحظة البلازمونات السطحية في أطياف انبعاث الأشعة السينية للمعادن. تم اشتقاق علاقة تشتت للبلازمونات السطحية في أطياف انبعاث الأشعة السينية للمعادن (هارش وأجاروال).
تم استخدام البلازمونات السطحية مؤخرًا للتحكم في ألوان المواد. يتم ذلك لأن التحكم في شكل وحجم الجسيم يحدد أنواع البلازمونات السطحية التي يمكن أن تقترن بها وتنتشر عبرها. وهذا بدوره يتحكم في تفاعل الضوء مع السطح. تتضح هذه الآثار من خلال الزجاج الملون التاريخي الذي يزين كاتدرائيات العصور الوسطى. يتم إنتاج بعض ألوان الزجاج الملون بواسطة جسيمات نانوية معدنية ذات حجم ثابت تتفاعل مع المجال البصري لإعطاء الزجاج لونًا أحمر نابضًا بالحياة. في العلم الحديث ، تم تصميم هذه التأثيرات لكل من الضوء المرئي وإشعاع الميكروويف. يتم إجراء الكثير من الأبحاث أولاً في نطاق الميكروويف لأنه عند هذا الطول الموجي ، يمكن إنتاج أسطح المواد والعينات ميكانيكيًا لأن الأنماط تميل إلى أن تكون في حدود بضعة سنتيمترات. يتضمن إنتاج تأثيرات مأكل الطحالب ذات النطاق البصري صنع الأسطح التي تحتوي على ميزات <400 نانومتر. هذا أكثر صعوبة بكثير ولم يصبح من الممكن القيام به بأي طريقة موثوقة أو متاحة إلا مؤخرًا.
في الآونة الأخيرة ، أظهر الجرافين أيضًا أنه يستوعب البلازمونات السطحية ، والتي تمت ملاحظتها عبر تقنيات الفحص المجهري البصري بالأشعة تحت الحمراء القريبة من المجال   والتحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء. عالجت التطبيقات المحتملة لجرافين plasmonics بشكل أساسي تيراهيرتز إلى ترددات الأشعة تحت الحمراء المتوسطة ، مثل المُعدِّلات الضوئية وأجهزة الكشف الضوئية وأجهزة الاستشعار الحيوية.