13392

13392

تحليل، طراحي و ساخت نانو آنتن هاي روزنه اي پلاسمونيكي مبتني بر تزويج پلاريتونها

دكتري

برق - مخابرات ميدان

تيرماه 1393

تيرماه 1393

دكتر فرخ حجت كاشاني

چكيده: در اين رساله چگونگي تشعشع يك نانو روزنه ايجاد شده در يك فيلم طلا و نيز نحوه اندركنش دو نانو روزنه كه در ناحيه ميدان نزديك يكديگر قرار گرفته اند ارائه شده است. بعلاوه نشان داده شده است كه مي توان هر نانو روزنه را با يك دو قطبي مغناطيسي مدلسازي كرده و سپس با استفاده از روش دو قطبي هاي تزويج شده چگونگي اندركنش بين آنها را بررسي نمود. بعلاوه، با مطالعه مودهاي بوجود آمده در طيف انتقال نشان داده مي شود كه در اثر اندركنش ميدان نزديك نانو روزنه ها مودهاي هيبريدي بوجود مي آيند كه باعث مي شوند نانو روزنه ها بعنوان دو دوقطبي مغناطيسي بصورت همفاز (مود روشن) و ضد همفاز (مود تاريك) با يكديگر اندركنش داشته باشند. البتهسالهاي اخير چنين مودهايي براي نانو ذرات فلزي كروي و نانو پوسته هاي كروي و همچنين نانو ديسك هادر مقالات متعددي گزارش شده است اما اين مود ها در مورد نانو روزنه ها تا به حال مورد بررسي قرار نگرفته است. بنابراين با در نظر گرفتن اين واقعيت كه هر نانو روزنه در حقيقت دو گان يك نانو ذره با همان ابعاد، شكل و فلز است مطالعه ساختارهاي دوگان و نيز چگونگي اندركنش بين نانو روزنه ها جالب توجه خواهد بود. البته در اين رساله فقط ساختارهاي دوتايي از نانو روزنه ها مورد بررسي قرار خواهند گرفت. همچنين با در نظر گرفتن هر نانو روزنه بعنوان يك دو قطبي مغناطيسي و نيز استفاده از توابع هنكل با آرگومان مختلط بجاي پلاسمون هاي سطحي منتشر شونده بر روي فيلم طلا بين دو نانو روزنه و نيز با تعميم روش تقريب دو قطبي هاي مغناطيسي تزويج شده به اندركنش نانو روزنه ها در فواصل دورتر، نقش تداخل پلاسمون هاي سطحي در چگونگي اندركنش بين نانو روزنه ها و نهايتا اثر آنها در طيف انتقال زوج نانو روزنه ها مورد تحليل و بررسي قرار گرفته است. در انتها نشان داده مي شود كه مي توان از اين نانو روزنه ها براي ايجاد يك نانو آنتن روزنه اي آرايه اي ياگي -يودا كه داراي المانهاي سمت دهنده و منكس كننده مي باشد استفاده كرد. علاوه بر تئوري و شبيه سازي، آنتن مورد نظر با ايجاد چند نانو روزنه مستطيلي شكل در يك فيلم طلا به ضخامت 100 نانو متر كه بر روي زير لايه اي از كوارتز پوشيده شده است تحقيق يافته و ساخته شده است. نتايج حاصل از شبيه سازي و آزمايشات انجام شده بر روي اين نانو آنتن كه براي اولين بار در دنيا مطرح و ايجاد شده است، عملكرد مناسب آنرا نشان مي دهد.