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Oberflächenplasmonenresonanz (SPR)

SPR - Messung

Messprinzip

Oberflächenplasmonen können durch Licht angeregt werden, wenn die Resonanzbedingung, d.h. Energie- und Impulserhaltung, erfüllt ist. Für den Impulsübertrag ~ k x , bei dem sich die Dispersionskurven von Anregungslicht und Oberflächenplasmonen schneiden, ist Anregung möglich. Bei Resonanz wird ein Teil des Anregungslichts absorbiert, was in der reflektierten Intensität zu einem Minimum bei der entsprechenden Wellenlänge oder dem Einfallswinkel führt.

Winkelaufgelöste Messung bei monochromatischem Anregungslicht

Bei der Messung mit monochromatischem Licht wird durch die Wellenlänge des Lichts die Anregungsenergie vorgegeben. Die x -Komponente des Licht-Impulses stimmt mit dem Impuls des Plasmons nur bei einem Winkel überein.

Dazu wird monochromatisches π-polarisiertes Laserlicht mit Hilfe eines Linsensystems auf den auf der Prismenbasis befindlichen Metallfilm fokussiert, so dass ein konvergentes Strahlenbündel auf den Metallfilm trifft. Detektiert man nun winkelabhängig die Intensität des reflektierten Lichts, so durchläuft man bei Annäherung an den Resonanzwinkel ein Minimum an reflektierter Intensität.

Abb.1

Spektrale Messung bei konstantem Einfallswinkel

Über den konstanten Einfallswinkel wird der Impulsübertrag auf das Plasmon festgelegt. Das Licht mit der geeigneten Energie, d.h. mit der geeigneten Wellenlänge wird absorbiert.

Dazu wird Strahlung einer Weißlichtquelle (z.B. Xenon-Hochdrucklampe) kollimiert, parallel zur Einfallsebene polarisiert und trifft in einem festen Winkel nahe dem Brewster-Winkel auf die Prismenbasis. Das reflektierte Licht wird erneut kollimiert und durch einen Spektrometerbaustein nach Wellenlängen aufgelöst detektiert.

Abb.2
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