等离子体驱动的二聚化现象揭示了表面等离子体极化子的传播长度

《Nano Letters》：Plasmon-Driven Dimerization Reveals the Propagation Length of Surface Plasmon Polaritons

表面等离子体激元（SPPs）沿金属-介电界面传播数微米，遇到纳米障碍物时部分能量转化为局域表面等离子体（LSPs），其衰减特性由1/e决定。传统光学方法无法检测非辐射能量损失，本研究采用4-氨基噻吩酚在金表面的二聚反应作为化学探针，通过分析4,4'-二硫代二苯基偶氮苯的表面增强拉曼光谱，发现SPPs的传播长度为5.5–12.9 μm，随表面粗糙度增加而缩短。该研究揭示了纳米形貌对SPPs能量传播的影响机制，为调控表面等离子体非辐射衰减提供了新方法。

　　

表面等离子体激元（Surface Plasmon Polaritons, SPPs）沿着金属-介质界面传播数十微米，将光转化为局域化的电磁波。当SPP遇到纳米级障碍物时，其部分能量会转化为局域表面等离子体（Localized Surface Plasmons, LSPs）；这种局域化转换和能量损失通过其1/e衰减距离来表征，该距离被称为传播长度。尽管传统的光学方法能够探测辐射能量的衰减，但它们忽略了非辐射途径，因此无法全面了解能量损失的情况。在这里，我们提出了一种化学方法来研究由等离子体驱动的非辐射衰减过程，使用4-氨基硫酚在金表面的二聚化反应作为这种途径的纳米级化学探针。通过对二聚产物4,4′-二巯基偶氮苯的表面增强拉曼光谱进行分析，我们发现其传播长度为5.5–12.9微米，并且随着表面粗糙度的增加而缩短。我们的研究结果表明，纳米级形态如何影响SPP的能量传播，为通过控制表面等离子体的非辐射衰减来设计相关结构提供了依据。