局域表面等离子体共振效应

光　子　学　报第３９卷第７期

　　　　　　　　　　　　２０１０年７月文章编号：（）１００４４２１３２０１００７１２１６７

Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．７

Ｊｕｌ０１０ｙ２

表面等离子共振效应中传统近似理论与薄膜光学理论

张江涛，顾铮先，邓传鲁

（上海理工大学理学院光电功能薄膜实验室，上海２）０００９３

一

摘　要：指出Ｋｒｅｔｓｃｈｍａｎｎ模型的传统表面等离子共振公式在求解金属薄膜的参量时存在近似

性，采用更为严密的薄膜光学理论，通过薄膜膜系的特征矩阵，得出表面等离子体共振衰减曲线．结表面等离子体共振近似理论与薄膜光学理论得到的共振角及反射率幅度存在差别；采用等果表明，

高线图，给出了共振角差随着金属介电常量的变化规律．进一步的实验表明，薄膜光学理论所得模证明薄膜光学理论应用在表面等离子拟结果较表面等离子体共振近似理论与实验值吻合地更好，

体共振效应要优于常用的近似理论．最后，采用两种理论对表面等离子体共振传感器进行优化设结果表明，两种理论所获得的高灵敏度分布区域差异较大，必须采用薄膜光学理论提供更精确计，

的薄膜参量，来优化设计高灵敏度表面等离子体共振传感器．

关键词：物理光学；表面等离子共振；薄膜光学理论；特征矩阵；共振角；灵敏度中图分类号：Ｏ４８４　　　　文献标

表面等离子共振编辑词条

表面等离子共振（SPR）是一种物理现象，（Surface Plasmon Resonance, SPR）当入射光以临界角入射到两种不同折射率的介质界面（比如玻璃表面的金或银镀层）时，可引起金属自由电子的共振，由于共振致使电子吸收了光能量，从而使反射光在一定角度内大大减弱。

表面等离子共振（SPR）是一种物理现象 折叠 （Surface Plasmon Resonance, SPR）当入射光以临界角入射到两种不同折射率的介质界面（比如玻璃表面的金或银镀层）时，可引起金属自由电子的共振，由于共振致使电子吸收了光能量，从而使反射光在一定角度内大大减弱。其中，使反射光在一定角度内完全消失的入射角称为SPR角。SPR随表面折射率的变化而变化，而折射率的变化又和结合在金属表面的生物分子质量成正比。因此可以通过获取生物反应过程中SPR角的动态变化，得到生物分子之间相互作用的特异性信号 （图1）。

生物分子相互作用分析基于SPR原理 折叠 生物分子相互作用分析是基于SPR原理的新型生物传感分析技术，无须进行标记，也可以无须纯化各种生物组分。在天然条件下通过传感器芯片实时、原位和动态测量各种生物分子如多肽、蛋白质、寡核苷酸、寡聚糖

等离子体Vlasov描述：一定温度等离子体粒子以不同轨道随机运动，带电粒子对电磁场的响应依赖粒子轨道，必须采用统计描述。定义粒子分布函数f(x,p,t)，则有Vlasov方程

如果考虑库仑碰撞，有

双流体描述：研究等离子体波的运动（色散关系等），需要使用双流体描述，既考虑电子又考虑离子。

三种波的色散关系、

朗缪波的色散关系：ve为平均速度，

离子声波的色散关系：存在条件

临界密度：ωpe是光波在等离子体中的传播的最小频率，利用ωpe=ω，定义光波可以穿透的最大的等离子体密度n????，称之为临界密度。 (斜入射反转点的密度)n??=n????????????

S、P极化：入射光波的电矢量在入射面内，我们称这种光为P极化光，入射光波的电矢量在入射面外，我们称这种光为S极化光。

WKB近似：场的空间变化很缓慢，等离子体密度变化足够缓慢的近似。 碰撞吸收（逆韧致吸收）：激光在等离子体传播过程中最简单的一种吸收机制是碰撞吸收，又称逆韧致吸收。电子在高频激光电场作用下，快速抖动，这种抖动能量是波的能量的一部分。当电子在抖动过程中与离子发生库伦碰撞时，电子离开波，等离子体从波中得到能量，等离子体的这种吸收机制称为逆韧致吸收。

当这种碰撞时与离子以声波形式

使用朗缪尔单静电探针测量并分析了轴对称发散磁场型ECR-PECVD装置反应室内ECR氮等离子体的空间分布。在反应室等离子体空间分布的两个不同区域中,受磁场梯度影响的反应室上游区等离子体分布不均匀,受磁场梯度影响较小的下游区等离子体则具有良好的均匀性。

1

符斯列，陈俊芳*，吴先球，何琴玉，孙番典，李赟，胡社军

华南师范大学物理与电信工程学院 广州石牌 510631

摘要：使用朗缪尔单静电探针测量并分析了轴对称发散磁场型ECR-PECVD装置反应室内ECR氮等离子体的空间分布。在反应室等离子体空间分布的两个不同区域中，受磁场梯度影响的反应室上游区等离子体分布不均匀，受磁场梯度影响较小的下游区等离子体则具有良好的均匀性。

关键词：ECR等离子体；朗缪尔单静电探针；等离子体密度；空间分布

1. 实验装置和原理

根据电子回旋共振吸收微波能量原理产生的ECR（Electron Cyclotron Resonance）等离子体具有无内电极放电无污染、放电气压低、等离子体密度高、能量转化率高、可低温合成高温材料等优点。在等离子体微细干法刻蚀、等离子体辅助化学气相沉积、材料表面处理等方面具有广泛的应用前景［１～３］。

1、两组环形对称励磁线圈○2、共振ECR-PECVD设备

等离子 加速器

维普讯资h tt:/pw/http://www.77cn.com.cn

l9 p 第 1 97年 2期等离子阵应用技术快报

9

览可 .分氮压增加，当时于由离等子体密度的变化 极，电位加增溅困射产额随氰分压阴

加增而降低，况积率 降下。故沉积 T的薄N膜的构极结大依地于赖氮分压 i几乎有所iT薄 N膜部具有沿 1 ()向的优先向取+ 1 1但方是在 3 1 mbr氮分压下制备的I薄 T膜显示也× OaN出 0 (射峰。()1 )的强度 随分压的氯增加 而减 Ti薄小膜也具有致密柱的状 构 2结 0衍11峰 N随氯着分压 增到加 1 2bm r以上，样品表面和垂直于品样表面方向 的晶粒尺寸都增× O沿a加 T i膜光学的性和特电 特性也与氮分压密切相关。在的高分氮压下制备的Ti膜具 N有

高 N射反和低率电阻率。薄膜电阻率的变化与薄 结膜构和化学计量的变化有关。具有 ( 1衍高射峰 强度的薄 有膜高的电阻 .具有率学化量计结构薄的膜具有 的低电阻率 。 ) u而卫冰 摘译自 Sara deCa g i"h eo oy9 9 76:ufc n ot se nllg,1 9 0;众丁4板 n '’

襄.

等离子体推动器

一、 为什么要使用电推动器？

1.传统化学推进剂的缺点：

（a）在深空探测中，化学推进剂占航天器重量的绝大部分，有效载荷小，效

率低，造价高。

（附：肼（联氨）-----一种无色发烟的、具有腐蚀性和强还原性的液体化合物NH2－

NH2 [hydrazine],它是比氨弱的碱,通常由水合肼脱水制得, 燃烧热较大主要用作火箭和喷气发动机的燃料,用在制备盐(如硫酸盐)及有机衍生物中）

在探索更远的星球时，化学燃料推动已不可行。

（b）通信卫星长寿命增加（15 年）,为保持轨道定点位置,所需的推进剂越来

越多（使用次数愈来愈多）,大量挤占了有效载荷的重量。因此,大型通信卫星的推进系统改用电推进已势在必行。

目前航天领域广泛使用的化学火箭发动机，对于完成航天器从地面向空间轨道的发射任务，还难以用其它动力装置代替。但由于化学推进的比冲偏小，最大不超过4.6kN*s/kg，所以，如果对于航天器的轨道转移、轨道修正、姿态控制、对接交会、位置保持、南北轨控和星际航行等特殊任务仍然采用化学动力装置，那么就会使一直昂贵的航天器发射成本居高不下，而且也会严重影响其使用寿命。

2.电推进器的优缺点

优点：

（a）效率高―――喷射离子速度远高

等离子体物理学导论ppt课件

Introduction to Plasma Physics 等离子体物理学导论 第四讲 主讲: 陈 耀 主讲: 山东大学空间科学研究院 2009.3 – 2009.6课件: 课件:ftp://219.231.169.37 /download

等离子体物理学导论ppt课件

上讲小结: 上讲小结: 1.4 等离子体物理学基本概念: 等离子体物理学基本概念: 德拜屏蔽, 德拜屏蔽,Langmuir振荡 振荡

1.4 库仑碰撞 库仑碰撞频率 1.5 等离子体物理学研究和描述方法

等离子体物理学导论ppt课件

回顾:德拜屏蔽与德拜势的物理意义: 回顾:德拜屏蔽与德拜势的物理意义: ( 约束与反抗) 约束与反抗 1),德拜屏蔽至少有两个物理效果: ,德拜屏蔽至少有两个物理效果: 抹杀等离子体个体的行为,保证集体行为作为 抹杀等离子体个体的行为 保证集体行为作为 等离子体表现自身的主要方式 保证在大尺度上系统满足准中性 2),德拜长度是基本等离子体时空尺度 , 球内外具有不同的粒子相互作用模式 库仑碰撞 与 集体相互作用 等离子体响应时间 3),德拜屏蔽概念成立的前提是: 德拜球内 ,德拜屏蔽概念成立的前提是: 概念成立的前提是 存

2(犯年第 1 X 0

卷第 6期总第 9期 3

巢湖学院学报f o o J u m目 o Cha hu Co l

N o 6 V o l 10 2的 8.

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o e i e e G n司 S r目 N 93.

介质阻挡放电产生等离子体简介朱爱国许雪艳朱仁义程民治(巢湖学院物理与电子科学系安徽,

3 (巢湖 2 80

x〕

摘

要:本文简要地介绍了等离子体的墓本概念和来源较为详细地描述了几种常见的放电,,,。

形式并着重讨论了介质阻挡放电对其徽放电的物理机制也作了细致的表述其中还列出了几个影响徽放电的外在因素

文章的最后是对介质阻挡放电的一些实际应用作了较为详细

的探讨

。

关 I词:等离子体;介质阻挡放电;物理过程;应用:中圈分类号 0 3 5 1

文献标识码: A

:文章编号 1 6 7 2

一

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作为自然科学荃石的现代物理学已经发展,

体的电离、、

。

电离的气体可以称之为等离子体它,、

众多的科学分支其中包括许多相对独立的子学

,

是由大量带电粒子 (离子电子 )和中性粒子 (原子分子自由基等 )组成的系统,,

科它们正以前所未有的深度和广度推动人类了解自然从更深更广的层次揭示自然界的秘密,,、、、。

。

。

日常生活中很

难接触

表面等离子体共振技术在蛋白质_蛋白质相互作用研究中的应用

第28卷第11期分析测试学报Vol128No111　　　　　　　　　　　　　　　　　　2009年11月FENXICESHIXUEBAO(JournalofInstrumentalAnalysis)1344～1350综　述

表面等离子体共振技术在蛋白质-蛋白质

相互作用研究中的应用

杨　彦,戴　宗,邹小勇

(中山大学　化学与化学工程学院,广东　广州　510275)

摘　要:表面等离子共振(SPR)近年来迅速发展为用于分析生物分子相互作用的一项技术。该技术无需标

记、特异性强、灵敏度高、样品用量小,可实现在线连续实时检测。目前SPR已被广泛应用于免疫学、蛋白

质组学、药物筛选、细胞信号转导、受体/配体垂钓等领域。感器的基本原理和技术流程,综述了SPR在蛋白质-蛋白质相互作用动力学研究、、蛋白质突变和碎片分析、信号转导中的应用以及SPR。指

出SPR通过与光谱、电化学等多技术联用后,。

关键词:表面等离子体共振;蛋白质-;中图分类号:O629173;1::1004-4957(2009)11-1344-07

doi:101j111IProtein-ProteinInteractionsbySurfacePlasmo

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卷第 6期总第 9期 3

巢湖学院学报f o o J u m目 o Cha hu Co l

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介质阻挡放电产生等离子体简介朱爱国许雪艳朱仁义程民治(巢湖学院物理与电子科学系安徽,

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摘

要:本文简要地介绍了等离子体的墓本概念和来源较为详细地描述了几种常见的放电,,,。

形式并着重讨论了介质阻挡放电对其徽放电的物理机制也作了细致的表述其中还列出了几个影响徽放电的外在因素

文章的最后是对介质阻挡放电的一些实际应用作了较为详细

的探讨

。

关 I词:等离子体;介质阻挡放电;物理过程;应用:中圈分类号 0 3 5 1

文献标识码: A

:文章编号 1 6 7 2

一

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作为自然科学荃石的现代物理学已经发展,

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众多的科学分支其中包括许多相对独立的子学

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是由大量带电粒子 (离子电子 )和中性粒子 (原子分子自由基等 )组成的系统,,

科它们正以前所未有的深度和广度推动人类了解自然从更深更广的层次揭示自然界的秘密,,、、、。

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