Современная электроника №7/2026

СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ 47 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 7 / 2026 взаимодействовать, и обе моды при- ближаются к поверхностному плазмо- ну отдельной границы металл–диэлек- трик. При этом Экономоу получил прин- ципиально важный результат, непо- средственно связанный с обсуждае- мыми нами работами Феррелла. Он показал, что учёт ретардации суще- ственно изменяет поведение обеих мод тонкой металлической плён- ки при малых волновых векторах. В частности, верхняя ветвь, вопреки сделанной ранее Ферреллом оценке, не начинается при (k = 0) на часто- те объёмного плазмона (ω p ), а выхо- дит из начала координат и остаётся ниже световой линии ω = ck. Эко- номоу специально подчеркнул, что рассуждение Феррелла при k = 0 фак- тически относится к объёмной моде, которая действительно не изменя- ется при учёте ретардации, но не к поверхностному плазменному коле- банию. Это различие оказалось существен- ным и для интерпретации экспе- риментов по излучению. Экономоу подчеркнул, что обычные неизлуча- ющие SPO, фазовая скорость которых меньше скорости света, сами по себе не могут давать вклад в наблюдаемое электромагнитное излучение. Для их превращения в распространяющуюся световую волну необходим дополни- тельный механизм, например, рас- сеяние на неровностях поверхности. В более сложных многослойных струк- турах, однако, Экономоу обнаружил также излучательные ветви SPO, спо- собные непосредственно проявляться в спектрах излучения. В 1971 году Эрвин Кречман (Erwin Kretschmann) вернулся к предло- женной им совместно с Х. Раэтером в 1968 году призменной схеме воз- буждения поверхностных плазмен- ных колебаний. Однако теперь цель работы была иной. Если в 1968 году принципиально важно было показать возможность оптического возбужде- ния неизлучающей поверхностной моды, то в статье 1971 года Кречман использовал этот эффект уже как осно- ву измерительного метода. Это прямо отражено в названии работы – «Die Bestimmung optischer Konstanten von Metallen durch Anregung von Oberflä- chenplasmaschwingungen» – «Опреде- ление оптических констант металлов путём возбуждения поверхностных плазменных колебаний» [24]. В работе 1971 года основным изме- ряемым параметром становится уже не само появление излучения, как в эксперименте 1968 года, а зависи- мость интенсивности отражённо- го p -поляризованного света от угла падения. При резонансном возбуж- дении поверхностного колебания на этой зависимости возникает характер- ный глубокий минимум. Его положе- ние и форма определяются оптически- ми свойствами металлической плёнки и поэтому могут использоваться для определения её оптических констант (рис. 10). В этой статье Кречман показал, что положение и форма резонанс- ного минимума определяются ком- плексной диэлектрической функцией металла ε(ω). Это позволило исполь- зовать резонансное возбуждение поверхностных плазменных колеба- ний для экспериментального опреде- ления оптических констант металли- ческих плёнок. Падающий свет направляется на плёнку со стороны призмы под углом θ, превышающим критический угол полного внутреннего отражения. По сравнению с методом Отто, схема Кречмана существенно упростила воз- буждение поверхностных плазменных колебаний светом: в ней отсутствовал воздушный зазор, изменение толщи- ны которого на доли длины волны заметно изменяло ширину и глуби- ну резонанса (рис. 11). Фиксированная толщина плёнки в конструкции Кречмана позволила использовать этот метод для преци- зионного определения оптических констант металлов. По положению и ширине резонансного минимума в отражённом свете можно было вычис- лить комплексную диэлектрическую проницаемость материала с гораздо большей точностью, чем позволяли это сделать в то время другие мето- ды. При определённом угле падения θ выполняется условие согласования импульсов k || = k sp , то есть компонента волнового вектора падающего света, параллельная границе раздела, совпа- дает с волновым вектором поверхност- ного плазмонного колебания. Энергия света при этом передаётся поверхност- ному плазмонному колебанию, что проявляется как резкий минимум отражения. Резонансное возбуждение происхо- дит на внешней границе металличе- ской плёнки, где поле поверхностного колебания проникает в прилегающую диэлектрическую среду. Поэтому поло- жение резонансного минимума оказы- вается чувствительным к изменению показателя преломления этой среды – свойству, которое позднее стало осно- вой сенсорных применений SPR. Кроме того, схема Кречмана оказа- лась технологически простой и удоб- ной для практической реализации, что впоследствии способствовало её широкому использованию в оптиче- ских измерениях и SPR-сенсорах. Сам Кречман использовал выраже- ние «Anregung von Oberflächenplasmas chwingungen» – «возбуждение поверх- ностных плазменных колебаний», а процесс описывал как резонансное возбуждение (Resonanzanregung). Тер- мин Surface Plasmon Resonance (SPR) в Рис. 9. Спектральная зависимость излучения в эксперименте Кречмана–Раэтера. Максимум около 320 нм связан с рассеянием света, положение максимума SPO зависит от угла падения. Упрощено по [22]