El acoplamiento de plasmones es un fenómeno que ocurre cuando dos o más partículas plasmónicas se acercan entre sí a una distancia inferior a aproximadamente la longitud de un diámetro. Al ocurrir el acoplamiento de plasmones, la resonancia de las partículas individuales comienza a hibridarse, y su longitud de onda máxima del espectro de resonancia cambiará (desplazamiento hacia el azul o hacia el rojo ), dependiendo de cómo se distribuya la densidad de carga superficial sobre las partículas acopladas. En la longitud de onda de resonancia de una sola partícula, las densidades de carga superficial de las partículas cercanas pueden estar desfasadas o en fase ., causando repulsión o atracción y, por lo tanto, provocando un aumento (desplazamiento hacia el azul) o una disminución (desplazamiento hacia el rojo) de la energía del modo hibridado. [1] La magnitud del cambio, que puede ser la medida del acoplamiento de plasmones, depende del espacio entre partículas, así como de la geometría de las partículas y de las resonancias plasmónicas soportadas por partículas individuales. [2] Un corrimiento al rojo más grande generalmente se asocia con una brecha entre partículas más pequeña y un tamaño de grupo más grande.
El acoplamiento de plasmones también puede hacer que el campo eléctrico en el espacio entre partículas aumente en varios órdenes de magnitud, lo que supera con creces la mejora del campo para una sola nanopartícula plasmónica . Muchas aplicaciones de detección, como la espectroscopia Raman mejorada de superficie (SERS), utilizan el acoplamiento de plasmones entre nanopartículas para lograr un límite de detección ultrabajo.
La regla de plasmón se refiere a un dímero de dos nanoesferas plasmónicas idénticas unidas entre sí a través de un polímero , típicamente ADN o ARN . Según la ley de escala universal [3] entre el cambio espectral y las separaciones entre partículas, la distancia a escala nanométrica se puede monitorear mediante los cambios de color del pico de resonancia del dímero. Las reglas de plasmón se utilizan normalmente para controlar la fluctuación de la distancia por debajo del límite de difracción , entre decenas de nanómetros y unos pocos nanómetros.
La microscopía de acoplamiento de plasmones es un enfoque radiométrico de imágenes de campo amplio que permite monitorear múltiples reglas de plasmones con alta resolución temporal . [4] Todo el campo de visión se refleja simultáneamente en dos canales de longitud de onda, lo que corresponde al flanco rojo y azul de la resonancia de la regla del plasmón. La información espectral de una regla de plasmón individual se expresa en la distribución de intensidad en los dos canales monitoreados, cuantificada como R=(I 1 -I 2 )/(I 1 +I 2 ). [5] [4] Cada valor R corresponde a una determinada distancia a escala nanométrica que puede calcularse mediante simulación por computadora o generarse a partir de experimentos.