Валянский С.И., Наими Е.К.; Капуткин Д.Е. (ред.). Современные методы исследования наноструктур. Метод оптической поверхностно-плазмонной микроскопии

Учебное пособие. — М.: МИСиС, 2011. — 173 с. — ISBN 978-5-87623-460-5.Настоящее пособие является первым из планируемых учебных пособий под общим названием «Современные методы исследования наноструктур». Цель данного пособия — дать представление о бурно развивающемся в последнее время методе исследования вещества с помощью поверхностных плазмон-поляритонных волн и, в частности, о методе оптической поверхностно-плазмонной микроскопии. Рассмотрены вопросы теории взаимодействия электромагнитных волн с веществом (нормальная и аномальная дисперсия), условия возбуждения и распространения поверхностных электромагнитных волн (ПЭВ) на границе раздела металл – диэлектрик, дисперсионное соотношение для ПЭВ, различные типы ПЭВ. Описаны существующие методы получения и регистрации ПЭВ. Приведены многочисленные примеры применения поверхностного плазмонного резонанса (ППР), в том числе: определение оптических характеристик металлов с помощью ПЭВ, оптический микроскоп на поверхностных плазмонах, ППР-спектроскопия биомолекул, сенсорные устройства и др. Дается представление о новом классе материалов — метаматериалах и возможностях их применения (суперлинза, фотонные кристаллы). Очерчены направления развития новых отраслей науки и техники, таких как нанофотоника и плазмоника. Содержание учебного пособия соответствует учебной программе курса «Наноматериалы». Предназначено для самостоятельной работы студентов магистратуры и аспирантов, обучающихся по направлениям 150100 (Металлургия) и 210602 (Электроника и наноэлектроника).Введение.
Взаимодействие электромагнитных волн с веществом. Дисперсия электромагнитных волн.
Основные представления классической электронной теории Друде – Лоренца.
Теория нормальной дисперсии. Поляритонные волны.
Аномальная дисперсия и поглощение электромагнитных волн.
Поверхностные плазмон-поляритонные волны.
Дисперсионное соотношение для поверхностных ППВ.
Поверхностные ППВ на границе металла с диэлектриком.
Цилиндрические ПЭВ.
Экспериментальные методы возбуждения и регистрации ПЭВ.
Призменный метод возбуждения ПЭВ.
Решеточный метод возбуждения ПЭВ
Исследование свойств ПЭВ.
Применение поверхностного плазмонного резонанса.
Возможности ППР.
Использование ППР в спектроскопии.
Оптическая поверхностно-плазмонная микроскопия.
Сенсорные устройства.
Определение параметров тонких многослойных пленок.
Применение ППР для биохимических анализов.
ППР сенсоры с параллельным световым пучком.
ППР сенсоры с расходящимся световым пучком.
Компактные ППР сенсоры со сменными чувствительными элементами.
Волоконно-оптические ППР сенсоры.
Метаматериалы.
Нанофотоника и плазмоника.
Пространственная дисперсия и отрицательное преломление света.
Суперлинза.
Фотонные кристаллы.
Заключение.
Personalia.
Библиографический список.
Вопросы для самопроверки.
Контрольные вопросы.
Приложение.