Плазмонная связь — это явление, которое возникает, когда две или более плазмонные частицы приближаются друг к другу на расстояние, меньшее примерно длины одного диаметра. При возникновении плазмонной связи резонанс отдельных частиц начинает гибридизоваться, и длина волны пика их резонансного спектра будет смещаться ( синее или красное смещение ) в зависимости от того, как плотность поверхностного заряда распределяется по связанным частицам. На резонансной длине волны одной частицы плотность поверхностного заряда близких частиц может быть либо не в фазе, либо в фазе ., вызывая отталкивание или притяжение и, таким образом, приводя к увеличению (синее смещение) или уменьшению (красное смещение) энергии гибридизованной моды. [1] Величина сдвига, который может быть мерой плазмонного взаимодействия, зависит от расстояния между частицами, а также от геометрии частиц и плазмонных резонансов, поддерживаемых отдельными частицами. [2] Большее красное смещение обычно связано с меньшим зазором между частицами и большим размером кластера.
Плазмонная связь также может вызвать усиление электрического поля в зазоре между частицами на несколько порядков, что намного превышает усиление поля для одиночной плазмонной наночастицы . Многие сенсорные приложения, такие как рамановская спектроскопия с усилением поверхности (SERS) , используют плазмонную связь между наночастицами для достижения сверхнизкого предела обнаружения.
Плазмонная линейка относится к димеру двух идентичных плазмонных наносфер , связанных друг с другом посредством полимера , обычно ДНК или РНК . Основываясь на универсальном законе масштабирования [3] между спектральным сдвигом и расстоянием между частицами, расстояние в нанометровом масштабе можно контролировать по сдвигу цвета димерного резонансного пика. Плазмонные линейки обычно используются для контроля колебаний расстояния ниже дифракционного предела , между десятками нанометров и несколькими нанометрами.
Микроскопия сопряжения плазмонов представляет собой логометрический широкопольный подход к визуализации, который позволяет отслеживать множественные линейки плазмонов с высоким временным разрешением . [4] Все поле зрения отображается одновременно на двух каналах длин волн, что соответствует красному и синему флангам резонанса линейки плазмонов. Спектральная информация об отдельной линейке плазмонов выражается в распределении интенсивности на двух контролируемых каналах, количественно определяемом как R=(I 1 -I 2 )/(I 1 +I 2 ). [5] [4] Каждое значение R соответствует определенному расстоянию в нанометровом масштабе, которое можно рассчитать с помощью компьютерного моделирования или сгенерировать из экспериментов.