plasmon

I et materiale hvor det eksisterer frie elektroner, vil tettheten av disse elektronene kunne svinge frem og tilbake i forhold til ionene som har en låst posisjon i krystallgitteret. En slik svingning kan induseres via et kortvarig elektrisk felt som forskyver elektronene i materialet. Dette kan tenkes på at som at man gir en huske et dytt, og at husken da begynner å svinge frem og tilbake.

Plasmoner er den kvantemekaniske beskrivelsen av slike svingninger i elektrontettheten. På samme måte som en lysbølge består av fotoner, består en svingende «bølge» i elektrontettheten av plasmoner.

Siden plasmoner representerer variasjoner i en tetthet av elektrisk ladning, vekselvirker de med lys. Derfor er plasmoner av sentral betydning når det gjelder de optiske egenskapene til metaller og halvledende materialer.

Et eksempel på dette har å gjøre med hva slags lys som reflekteres og absorberes. Frekvensen som elektrontettheten svinger med, kalles plasmafrekvensen, og den spiller en viktig rolle når det gjelder hvilken effekt lys har når det vekselvirker med materialet.

Dersom lysbølgen har en frekvens som er større en plasmafrekvensen, er ikke elektrontettheten i stand til å endre seg tilstrekkelig raskt for å skjerme lysbølgen. Dette gjør at lyset blir transmittert (overført) gjennom materialet.

Dersom lysbølgen derimot har en frekvens som er mindre enn plasmafrekvensen, rekker elektronene å flytte på seg slik at de kan skjerme lysbølgen. Dette fører til at lyset blir reflektert.