Plasmone

In fisica della materia, il plasmone è un'eccitazione collettiva associata alle oscillazioni del plasma di elettroni contenuti in un sistema. Il plasmone è un quanto delle oscillazioni di plasma, ovvero una quasiparticella risultante dalla quantizzazione delle oscillazioni di plasma.

Spiegazione

Il plasmone è già grossolanamente descrivibile al livello di una visione semi-classica nel contesto del modello di Sommerfeld. In questo modello un plasmone è visto come un'oscillazione collettiva della nube di elettroni rispetto al fondo caricato positivamente costituito dagli ioni del sistema.

L'energia del plasmone può essere stimata attraverso il modello a elettroni liberi come:

${\displaystyle E_{p}=\hbar {\sqrt {\frac {ne^{2}}{m\epsilon _{0}}}}}$

dove ${\displaystyle n}$ è la densità di elettroni nella banda di conduzione, ${\displaystyle e}$ è la carica dell'elettrone, ${\displaystyle m}$ la massa dell'elettrone e ${\displaystyle \epsilon _{0}}$ la permittività elettrica.

Il plasmone è associato ad una oscillazione longitudinale del campo elettromagnetico.

Plasmone di superficie

Il plasmone di superficie è un plasmone localizzato in prossimità della superficie di un solido. È caratterizzato da una energia differente e una relazione di dispersione che va come la radice quadrata del modulo del momento. È una delle due classi di onde superficiali insieme all'onda di superficie di Dyakonov^[1]. Questo tipo di plasmone viene usato per amplificare la radiazione Čerenkov^[1] e per la produzione di metamateriali.