تشتت الضوء والبلازمونات على جسيمات كروية صغيرة

لقد كان تشتت الضوء بواسطة جزيئات صغيرة موضوعًا طويلًا ومثيرًا للاهتمام في الفيزياء. ومع ذلك، فإنه لا يزال يفاجئنا برؤى جديدة وتطبيقات. تشمل هذه الاكتشافات الجديدة، مثل التأثيرات البلازمونية الجديدة، بالإضافة إلى التطورات النظرية والتجريبية المثيرة مثل الحبس الضوئي، وتشتت الضوء الشاذ، والملاقط الضوئية، والنانو سباسر، والجوانب الجديدة وتحقيقات الرنانات فانو. وقد أدت هذه إلى تطبيقات جديدة مهمة، بما في ذلك العديد مما هو في المجال الطبي الحيوي وفي تقنيات الاستشعار على مستوى الجزيئات الفردية. بالإضافة إلى ذلك، هناك العديد من التطبيقات المستقبلية المحتملة في الأجهزة الضوئية وتقنيات الطاقة الشمسية. هنا نقوم بمراجعة الجوانب الأساسية لتشتت الضوء بواسطة جزيئات كروية صغيرة، مع التركيز على المعالجات الظواهرية والتطورات الجديدة في هذا المجال. لقد كانت تفاعلات الضوء مع الجزيئات الكروية الصغيرة موضوع اهتمام للباحثين لفترة طويلة. في الواقع، يتطلب فهم العديد من الظواهر الطبيعية، بما في ذلك ظواهر قوس قزح وتاج الشمس، معرفة كيفية تصرف الضوء في مثل هذه الظروف. قام شياو فنغ فاني وأعضاء فريقه من جامعة جيلين في الصين ومختبر أوك ريدج الوطني في الولايات المتحدة الآن بمراجعة الفيزياء والتطبيقات التي تنشأ خلال تفاعل الضوء مع الجزيئات الكروية الصغيرة. يصف الباحثون كيف يمكن استخدام نظرية مي لوصف التشتت البصري بواسطة الجزيئات العازلة الصغيرة، وفي حالة الجزيئات المعدنية، كيف يثير الضوء البلازمونات السطحية لتوليد استجابة بصرية تتميز بالرنانات فانو غير المتناظرة. في الحالة الخاصة عندما تحاط الجزيئات المعدنية بوسط اكتساب بصري، يمكن تكبير البلازمونات؛ يُعرف الجهاز الناتج باسم 'سباسر'.