虚拟等离子体二聚体探测表面形态
光线（以及一般电磁辐射）与物质的相互作用是经常用于研究分子内原子的结构和动力学的广泛技术的核心。例如，在UV-Vis光谱中，当可见光或紫外线辐射被分子吸收时，电子振荡，以取决于电子如何分布在分子内的特性频率。检查吸收曲线（或“吸收光谱”），产生关于原子之间化学键的性质和分布的重要信息。在隔离分子灯通常诱导仅用于给定频率的一个（或几个）电子的振荡，在金属表面这样的系统中，大量电子可以同时响应辐射，并产生集体振荡，表示为表面等离子体谐振。已知在金属纳米颗粒中发生类似的行为。在这种情况下，观察到等离子体的辐射频率受到支撑纳米颗粒的介电介质的大大影响。英戈巴克博士及其在罗斯托克大学的合作者是开创性的方法，用于利用纳米颗粒中的等离子体共振的敏感性，为表面结构测定产生超细探头。
虚拟等级二聚体
巴克博士的工作侧重于小（约10纳米）银原子集群。他表明，当它们与硅表面相互作用时，这些纳米颗粒表现出异常的光学性质。在这种情况下，即使是单个纳米颗粒也会产生两个等离子体共振，而不是预期的单个颗粒。这种有趣观察的可能解释是纳米颗粒上的等离子体在硅表面中引起“图像偶极子”，其以与纳米颗粒等离子体相同的频率振荡。有效地，在表面中产生虚拟的“双胞胎”等离子体，其可以与纳米颗粒等离子体耦合并改变纳米颗粒的光学性质。是什么让这个发现令人惊讶的是，可能是远远达到的是，在Barke的测量中考虑的表面属于半导电的材料（结晶硅）而不是金属。而图像偶极子在金属中众所周知的 - 其中允许导通电子在原子之间自由在原子之间移动，响应于外部场 - 它们在半导体表面中的外观是非常异国的现象。值得注意的是，双共振的形状对纳米粒子和表面之间的偶联程度非常敏感：有效纳米颗粒表面距离小于一个原子直径的变化足以影响纳米颗粒的光谱。该钥匙发现提示Barke Dr探讨小纳米颗粒的应用到几何表面变化的超敏检测，例如用于测量表面处的膜厚度及其空间依赖性。
用激光探测等离子体共振
通过使用激光器的电子显微镜和光学激发的组合，通过了一种方法在理解纳米颗粒中虚拟血浆共振起源的进步。这种称为光学激发电子显微镜（PEEM）的方法实现了比标准显微镜更高的分辨率，使得可以探索典型的几个原子集群的空间尺度。巴克博士的团队在纳米粒子表面相互作用的研究中开创了PEEM的应用。在其方法中，在观察纳米颗粒期间调谐激光辐射以跨越各种颜色（光频率）。以这种方式，可以同时确定大量单独的纳米颗粒的光谱性质。然后可以比较不同的表面，以解决纳米粒子表面耦合的统计上显着的估计。该方法为虚拟等离子体二聚体图像验证提供了基础。
这使得能够控制单个纳米颗粒的行为，尤其是在基本研究中的可能性。
建模等离子体耦合
用于理解潜在物理学的重要组成部分是使用计算方法模拟详细形态和局部几何形状的影响 - 特别是纳米颗粒等离子体和其表面对应物之间的距离 - 在系统中形成多极矩的形成。在与激发波长相比其尺寸小的纳米颗粒中，偶极近似通常用于了解电子如何响应于扰动辐射的振荡场而移动。在当前情况下，尽管粒径小，但是由于粒子和衬底之间的相互作用产生的高阶多能力成为关键球员，并且它们负责观察到硅表面附近纳米颗粒的光学性质的变化。基于广义MIE理论的JeanLermé（法国里昂大学）开发的计算方法，并应用于与Barke博士合作的实验结果，使得系统地探索在子原子中某些参数的变化（这是实验无法实现的）影响纳米颗粒表面耦合，并为等离子体二聚体模型提供固体定量基础。
用光控制纳米粒子
虚拟等二聚体模型的主要结果之一是，必须单独处理表面附近的小（〜10nm）纳米颗粒的性质，因为电子耦合导致二聚体的外观并确定等离子体能量学强烈依赖论详细的形态与当地环境。这开辟了控制单个纳米颗粒的行为的可能性，尤其是在基本研究中。例如，可以利用等离子体能量的变化来激活（甚至个体）纳米颗粒的小亚组，通过精确地调谐相应的共振能量的光波长。在这种情况下，纳米颗粒可以用作远场/近场耦合器，以在吸附在表面上所需位置的宿主分子中产生局部电子激发。Barke博士的研究的另一种含义是，原则上可以利用对当地环境对当地环境的高灵敏度来探测基本上以原子分辨率探测纳米粒子周围环境。如果准确地控制纳米颗粒制备和沉积（例如使用自组装方法），这可能导致纳米颗粒表面接口处的电介质和几何构型的有效和超细检测。技术上，这可能对超薄等离子体尺的发展产生很大影响，以便在半导体器件中表征薄间隔层。