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Concept
Plasmon de surface
Résumé
Le plasmon de surface est une onde électromagnétique guidée à la surface d’un métal. Elle se propage partiellement dans le métal (l’onde y pénètre à une profondeur de typiquement pour les métaux nobles). Le plasmon de surface étant un mode guidé, se propageant le long d’une interface plane, il ne peut pas être excité simplement par un faisceau de lumière incident. Il faut utiliser un coupleur (à prisme ou à réseau). Une des caractéristiques les plus importantes du plasmon de surface est que c’est un mode localisé à l’interface. Dit autrement, on arrive à obtenir un champ particulièrement intense au niveau de la surface du métal.
Le plasmon de surface doit son nom au fait que le gaz d’électrons libres contenu dans le métal fait qu’on peut décrire la réponse du métal comme celle d’un plasma, un gaz d’électrons et de noyaux atomiques. Il faut cependant noter que le plasmon de surface est une onde électromagnétique transverse (comme la lumière) et que ce n’est donc pas à proprement parler un plasmon de volume (l’onde longitudinale capable de se propager dans les plasmas).
L'existence de plasmons de surface a été prédite pour la première fois en 1957 par Rufus Ritchie. Au cours des deux décennies suivantes, les plasmons de surface ont fait l'objet d'études approfondies par de nombreux scientifiques, dont les principaux étaient T. Turbadar dans les années 1950 et 1960, et Heinz Raether, E. Kretschmann et A. Otto dans les années 1960 et 1970. Le transfert d'informations dans des structures à l'échelle nanométrique, similaire à la photonique, au moyen de plasmons de surface, est appelé « plasmonique ».
L’existence du plasmon de surface explique un grand nombre de résonances de systèmes comportant des métaux ou des nanoparticules métalliques. Ces résonances sont mises à profit pour de nombreuses applications, certaines étant commercialisées. Pour l’heure, il existe une utilisation particulièrement importante de cette propriété : c’est l’amplification par effet Raman, cela consiste à éclairer un métal pour voir ce qu’il ré-émet.
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