Geri Dön

Design and optimization of nanoantennas for nano-optical applications

Nano-optik uygulamalar için nanoanten tasarımı veoptimizasyonu

  1. Tez No: 645340
  2. Yazar: GÖKTUĞ IŞIKLAR
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖZGÜR SALİH ERGÜL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 129

Özet

Bu çalışmada, plazmonik nanoanten yapılarının optik frekanslarında yüksek güç artırımı kabiliyetinin elde edilmesi doğrultusudan tasarımları ve benzetimleriyle birlikte, nanoantenlerin görüntüleme ve algılama uygulamaları için kullanılması sunulmuştur. Malzeme, frekans, geometri ve boyut gibi birçok parametreye bağlı olan nanoantenlerin plazmonik özellikleri, çeşitli nanoanten yapıların hesaplamalı analizleriyle araştırılmıştır. Elektromanyetizma problemlerinin sayısal çözümleri plazmonik nesneler için uygun olan yüzey integral denklemi formülasyonlarıyla gerçekleştirilirken, gerektiğinde benzetimlerin hızlandırılması çok seviyeli hızlı çoklu kutup algoritması ile sağlanmıştır. Kesikli yapılar ve şekil optimizasyonu ile elde edilen özgün geometriler de dahil olmak üzere çeşitli nanoanten tasarımları ele alınmış, bu yapılar hem birbirleriyle hem de literatürdeki mevcut tasarımlarla karşılaştırılmıştır. Sayısal analizler, frekansa bağlı olarak, farklı nanoanten tasarımlarının üstün özelliklerini göstermektedir. Nanoantenlerin pratik olarak kullanıldığı uygulamalara örnek olarak, parçacık algılama ve nano-optik görüntüleme için uygun ve optik hassasiyeti yüksek, papyon geometrilerden oluşan plazmonik yapılar tasarlanmıştır. Bu kapsamda, farklı şekil, boyut ve elektriksel özelliklere sahip nanoparçacıkların saptanmasının hesaplamalı analizleri sunulmuştur. Sayısal sonuçlar, hem nanoanten dizileriyle hem de iyileştirilmiş nano-delik tasarımlarıyla parçacık algılama ve tanımlamanın mümkün olduğunu göstermektedir.

Özet (Çeviri)

In this study, design and simulation of plasmonic nanoantenna structures to obtain high power enhancement capabilities at optical frequencies, as well as utilization of nanoantennas for imaging and sensing applications are presented. Plasmonic characteristics of nanoantennas, which depend on many parameters, such as material, frequency, geometry, and size, are investigated in detail via computational analyses of various nanoantenna structures. Numerical solutions of electromagnetic problems are performed by using surface-integral-equation formulations that are suitable for plasmonic objects, while the simulations are accelerated, where necessary, by employing the multilevel fast multipole algorithm. Various nanoantenna designs, including slitted structures and novel geometries obtained via shape optimization, are studied and compared with each other and with examples from the literature. Numerical analyses demonstrate superior properties of different nanoantenna designs depending on the frequency. In order to exemplify the applications that nanoantennas can be used for practical purposes, plasmonics structures with high optical sensitivities are designed by using bowtie geometries for particle sensing and nano-optical imaging applications. In this context, computational analyses of detection of nanoparticles with different shapes, sizes, and electrical properties are presented. Numerical results demonstrate the feasibility of particle detection and identification with both nanoantenna arrays and improved nano-holes.

Benzer Tezler

  1. An efficient design optimization framework for rf and optical applications

    Başlık çevirisi yok

    ORKUN KARABAŞOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2008

    Mekatronik MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    Mühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GULLU KIZILTAS

  2. Fabrication of large antenna substrates of monolithic spatially variable ceramics and an optimization framework for nano-antennas

    Uzaysal değiskenliğe sahip seramik yekpare anten tabakaların üretilmesi ve nano antenler için optimizasyon tekniği geliştirilmesi

    IŞIL BERKÜN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2009

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. GÜLLÜ KIZILTAŞ

  3. Design and optimization of nonlinear vibration isolator in two degrees of freedom

    İki özgürlük derecesine sahip lineer olmayan bir titreşim sönümleyicisinin tasarım ve optimizasyonu

    SARP GÖNÜLKIRMAZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Makine MühendisliğiYeditepe Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET ALAEDDİN AKGÜN

  4. İnsansız hava araçları için lineer elektromanyetik fırlatıcı sistem tasarımı ve optimizasyonu

    Design and optimization of linear electromagnetic launcher system for unmanned air vehicle

    İSMAİL TOPALOĞLU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Elektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OSMAN GÜRDAL

  5. Design and optimization of a durable gold-based microelectrode for dopamine detection

    Dopamin tespiti için dayanıklı altın-tabanlı mikroelektrodun tasarımı ve optimizasyonu

    BASHIR BWOGI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Biyomühendislikİstanbul Medipol Üniversitesi

    Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YASEMİN YÜKSEL DURMAZ

    YRD. DOÇ. DR. MEHMET KOCATÜRK