Light matter interaction in plexcitonic crystals and moiré cavities
Pleksitonik kristaller ve moiré kovuklarında ışık madde etkileşimi
- Tez No: 377427
- Danışmanlar: PROF. DR. ATİLLA AYDINLI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 136
Özet
Yüzey plasmon polaritonları (YPPler) metal ve dielektrik arayüzünde uyarılan elektromanyetik dalgaların nicemleridir. Arayüzde ilerleyen YPPlerin dik yönlerde haleleri bulunur, bu yüzden dielektrik ortamdaki optik özellik değişimlerine karşı hassastırlar. Eğer YPPler eksitonik bir ortamın yanında oluşturulurlarsa eksitonik kipler ve yüzey plasmonları (YPler) arasında çiftlenme oluşabilir. Bu tezde YPP-Eksiton çiftlenmesinin etkileşim dinamiği zayıf ve kuvvetli bölgelerde incelendi. Zayıf durumda, YPP ve eksitonların optik özellikleri sadece perturbe olurlar. Bu durum eksiton matrislerinin optik soğurmasını artırabilir. Fakat, kuvvetli çiftlenme durumunda, çiftlenmiş eşler (pleksitonlar) dispersiyon eğrisinde Rabi ayrılmasına sebep olurlar. Metal-dielektrik yüzeyi sinüs profilli bir desen ile desenlenerek, dispersiyon eğrisinde yasaklı bir bölge yani bant aralığı oluşturmak mümkündür. Bant aralığının genişliği desenin çizgi derinliği ile ayarlanabilir, böylece YPP-Eksiton etkileşiminin mühendisliği yapılabilir. Bu etkileşim YPP kiplerinin yeniden dağılımı çerçevesinde incelenir. Bu prensipten yola çıkarak, yön bağımlı YPP-Eksiton etkileşimine sahip yeni bir kristal, pleksitonik kristal öne sürülmüş, kare ve üçgen örgülerde gösterilmiştir. Önceki sinüs kırınım ağının üstüne periyodu çok az değiştirilmiş başka bir kırınım ağı eklendiğinde Moiré kovukları elde edilir. Bu kovuklarda yavaş ilerleyen YPP kipleri hapsolmuştur. Bu kipler karanlık alan mikroskopisi ile gözlemlenmiştir. Ayrça Ag kaplı çeşitli Moiré kovuklarının yakınına uygun bir eksitonik kaynak yüklenerek metal yüzeyde ışık sinyalinin yükseltgenmiş ve yeni bir plazmonik lazer oluşturulmuştur.
Özet (Çeviri)
Surface plasmon polaritons (SPPs) are quanta of electromagnetic excitations at the interface between metal and dielectric media. SPPs with an evanescent tail in the perpendicular direction, thus their properties are sensitive to variations in the optical properties of the dielectrics film. If SPPs are created near excitonic media, coupling between excitons and SPs can be achieved. In this thesis, interaction dynamics of SPP-exciton coupling is investigated. In weak coupling case, properties of SPPs and excitons are perturbed as the enhancement of the optical absorption in excitonic matrices. In the strong coupling, coupled pairs (plexcitons) causes Rabi splitting in SPP dispersion curves. By patterning the metal-dielectric interface with sine profile grating, it is possible to form a band gap on the dispersion curve, width of which can be tuned by the groove depth and SPP-Exciton coupling can be engineered. Using this, a new type of crystal, plexcitonic crystal, is proposed and demonstrated that exhibit directional dependent coupling on square and triangular lattices. Superposing an additional grating on the initial one but with a slight difference in pitch, results in Moiré cavities, in which, slow plasmon modes can be confined. We show that we can directly image these modes using dark field microscopy. Further, the slow cavity mode in contact with an excitonic source, where SPPs are coupled with near field coupling, results in amplified light signal. Various Moiré cavities are shown to exhibit plasmonic lasing when slow plasmon modes in Ag coated cavities are excited inside a suitable gain medium.
Benzer Tezler
- Light‒matter interaction in photonic cavities
Fotonik kavitelerde ışık‒madde etkileşimi
BELKIS GÖKBULUT
Doktora
İngilizce
2020
Fizik ve Fizik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET NACİ İNCİ
- Strong light-matter interaction in lithography-free perfect absorbers for photoconversion, photodetection, light emission, sensing, and filtering applications
Foto-dönüşüm, foto-algılayıcı, ışık emisyonu, algılama ve filtreleme uygulamaları için litografisiz mükemmel soğurucularda güçlü ışık-madde etkileşimi
AMIR GHOBADI
Doktora
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKMEL ÖZBAY
- Experiments on a strongly correlated material: Photoresponse, phase diagram and hydrogen doping of VO2
Başlık çevirisi yok
T. SERKAN KASIRGA
- Controlling electromagnetic waves with active graphene devices
Elektromanyetik dalgaların aktif grafen aygıtları ile kontrol edilmesi
OSMAN BALCI
Doktora
İngilizce
2015
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. COŞKUN KOCABAŞ
- Plasmonic biosensor design and alternative plasmonic materials
Plazmonik biyosensör tasarımı ve alternatif plazmonik malzemeler
ERHAN SAATÇİOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Biyoteknolojiİstanbul Medipol ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği ve Biyoenformatik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN KURT
DOÇ. DR. MERAL YÜCE