等離子體(plasma)又叫做電漿,是由部分電子被剝奪后的原子及原子團被電離后產生的正負離子組成的離子化氣體狀物質,尺度大于德拜長度的宏觀電中性電離氣體,其運動主要受電磁力支配,并表現(xiàn)出顯著的集體行為。它廣泛存在于宇宙中,常被視為是除去固、液、氣外,物質存在的第四態(tài)。等離子體是一種很好的導電體,利用經過巧妙設計的磁場可以捕捉、移動和加速等離子體。等離子體物理的發(fā)展為材料、能源、信息、環(huán)境空間、空間物理、地球物理等科學的進一步發(fā)展提供了新的技術和工藝。
等離子體由離子、電子以及未電離的中性粒子的集合組成,整體呈中性的物質狀態(tài)。等離子體可分為兩種:高溫和低溫等離子體。等離子體溫度分別用電子溫度和離子溫度表示,兩者相等稱為高溫等離子體;不相等則稱低溫等離子體。低溫等離子體廣泛運用于多種生產領域。例如:等離子電視,嬰兒尿布表面防水涂層,增加啤酒瓶阻隔性。更重要的是在電腦芯片中的蝕刻運用,讓網絡時代成為現(xiàn)實。
當光打在金屬表面時,二維光或是等離子體就會被激發(fā)。等離子體可以被看作是光子和電子的連接。
可以建立一個混合原則,由光轉變成的等離子體在金屬表面?zhèn)鞑r(該等離子體的波長比原始光波的波長小的多);等離子體能被二維光學儀器(鏡子、波導、透鏡等)處理,等離子體能再次轉變成光或者電信號。
等離子體傳感器和癌癥儀:NaomiHalas描述了等離子體怎樣激發(fā)小金屬層表面的,米粒形狀的粒子能量很大,做光譜學試驗的光是微分子數(shù)量級。在米粒狀粒子彎曲頂端處等離子體電場比用來激發(fā)等離子體的電場強很多,并且它在很大程度上改進了光譜的速率和性。換一種說法,納米數(shù)量級的等離子體不僅可以用來鑒定,還可以用來殺死癌細胞。
等離子體顯微鏡:IgorSmolyaninov報道稱他和他的同事能夠拍下來空間分辨率在60nm的物體(如果是實用材料,分辨率能達到30nm),而用激光激發(fā)只能達到515nm。換句話說,用這種分辨率制造的顯微鏡會比平常使用的衍射方法好的多;而且,這更是遠場顯微鏡――光源不用放在少于光波長的范圍內。巨大光極化和光傳輸:GennadyShvets報道當表面的聲子被光激發(fā)來制造超棱鏡(用平板材料透鏡化)顯微鏡是紅外線光顯微鏡波長的二十分之一。他和他的同事能拍下樣品表面下的特征,他們稱為“巨大的光傳輸”,照射到表面的光比一般光的波長小的多。