Geri Dön

Fano control of plasmonic double-resonant systems

Plazmonik çift çınlamalı sistemlerde fano kontrolü

  1. Tez No: 669123
  2. Yazar: SELEN POSTACI
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ALPAN BEK, DOÇ. DR. MEHMET EMRE TAŞGIN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 110

Özet

Plazmonik yapıların doğrusal olmayan tepkileri, nanometre boyutlu sıcak noktalarında oluşabilen, güçlü bir şekilde lokalize edilmiş elektrik alan sayesinde güçlendirilebilir. Bir molekül, plazmonik bir yapının yüzeyine, sıcak nokta civarına yerleştirilirse bu etkiler sayesinde Raman saçılmasında artış sağlanabilir. Fakat sıcak noktada elektrik alan artırımı ile yapılabilecek Raman sinyali güçlendirilmesinde bazı kısıtlamalar vardır. Molekülün titreşim kiplerinin değişikliğe uğraması, molekülün bozunumu ve akım tünelleme durumuna geçmesi bunlar arasında sayılabilir. Bu çalışmada doğrusal olmayan Fano çınlama etkileri kullanılarak bu kısıtlamaların önüne geçecek bir mekanizma geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bahsedilen çift çınlamalı plazmonik yapıya bir kuantum yayıcı çiftlenmesi ile yüzeyde güçlendirilmiş Raman sinyalinin kontrolü amaçlanmıştır. Bu teknik ile sıcak noktalarda oluşan elektrik alan artırımına ek olarak 100-1000 çarpanlık ek bir artırım elde edilebilmektedir. Bunu yaparken sıcak nokta üzerindeki elektrik alan şiddetinde herhangi bir değişim meydana gelmediği gösterilmiştir. Dolayısıyla elektrik alan artırımında bahsedilen kısıtlamalar ortadan kalkmaktadır. Sistemin analitik olarak çalışılmasının yanı sıra, 3 boyutlu Maxwell denklemi çözümleri kullanılarak geciktirme etkileri de incelenmiştir. Tezin ikinci kısmında, çift çınlama yapısına sahip plazmonik bir nanoyapı kuantum yayıcı ile çiftlenerek, oluşan sistemin ikinci harmonik çevrim tepkisi çalışılmıştır. Bir kaynak ile beslenen kuantum yayıcı sayesinde, bu beslemenin gücünü değiştirerek sistemin ikinci harmonik sinyalinin kontrol edilebilmesi amaçlanmıştır. Çiftlenmiş plazmonik yapı-kuantum yayıcı sisteminin doğrusal olmayan tepkisindeki artışa, klasik olmayan özelliklerindeki bir artış eşlik etmektedir. Bu durum ikinci harmonik çevrim sinyalinin güçlendirilmesinde girişim yolu etkilerinin yer aldığını göstermektedir. Bundan çıkarılabilecek sonuç, çift çınlamalı plazmonik yapıya çiftlenen kuantum yayıcının bir kaynak ile beslenmesi yapılarak sistemin doğrusal olmayan tepkilerinin Fano tipi çınlamalar kullanılarak kontrol edilebileceğidir.

Özet (Çeviri)

The nonlinear response of plasmonic nanostructures can be enhanced as a result of the localization of the incident field into nm-size regions, called hot spots. The Raman signal of a molecule can be enhanced by adsorbing it to the surface of a plasmonic structure. However, the hot spot enhancement is limited with the modification of the vibrational modes, the breakdown of the molecule, and transition to the tunneling regime. The analytical treatment that is presented in this study aims to circumvent these limitations by introducing the nonlinear path interference effects. Coupling a quantum emitter to the double-resonant metal nanostructure yields to path interference, enabling the further manipulation of the SERS signal. The results denote that an extra enhancement of 100-1000 factors can occur, which does not alter the existing hot spot field intensities. Besides the analytical results, 3 Dimensional solutions of Maxwell equations are also utilized in order to understand the effects of retardation on the system. In the second part, the second harmonic response of a double-resonant metal nanostructure is studied with the coupling of a quantum emitter. The quantum emitter is driven with a source where changing the pump strength enables the modification of the second converted field intensity. It is observed that as the nonlinear response of the system is enhanced, the nonclassicality measure also shows an increase. This result indicates that pumping the quantum emitter with a source provides the opportunity to modify the nonlinear response via Fano type resonances in plasmonic structures.

Benzer Tezler

  1. Kuantum plazmonik kontrollü olağandışı optik geçirgenlik

    Quantum plasmonic control of extraordinary optical transmission

    HIRA ASIF

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Fizik ve Fizik MühendisliğiAkdeniz Üniversitesi

    Fen Bilimleri Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. RAMAZAN ŞAHİN

  2. Grup IV nitrürlerin fotonik ve kuantum plazmonik uygulamaları

    Photonic and quantum plasmonic application of group IV nitrides

    ASLI GENÇASLAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Fizik ve Fizik MühendisliğiAkdeniz Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. RAMAZAN ŞAHİN

  3. Fano-control of localized and nonlocalized nonlinear response

    Lokolize ve lokalize olmayan doğrusal olmayan sinyalin fano kontrolü

    ZAFER ARTVİN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET EMRE TAŞGIN

  4. High-speed bidirectional fano algorithm implementation

    Yüksek süratli ve çift yönlü fano algoritma uygulaması

    ÖZGÜR ATEŞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBahçeşehir Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TAŞKIN KOÇAK

  5. Colloidal photonics of semiconductor nanocrystals: From polarized color conversion to efficient solar concentration

    Yarıiletken nanokristallerin koloidal fotoniği: Polarize renk dönüşümünden verimli güneş ışığı yoğunlaştırılmasına

    KIVANÇ GÜNGÖR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Bilim ve Teknolojiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR