Metamalzeme tabanlı plazmonik nanoantenler ile mükemmel soğurucu tasarımı ve analizi
Perfect absorber design and analysis with metamaterial-based plasmonic nanoantennas
- Tez No: 772079
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SEYFETTİN SİNAN GÜLTEKİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Konya Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 72
Özet
Günümüzde nanoteknoloji alanında yapılan AR-GE çalışmaları ve araştırma merkezlerinin bu konuya ayırdığı ilgi alaka ve maddi destek artmaktadır. Kısa bir literatür taraması yapıldığında yüzeyi geliştirilmiş raman spektroskopisi (SERS), kızılötesi soğrulma spektroskopisi (SEİRA) gibi spektroskopi yöntemleri, nanoantenler ve mükemmel soğurucularla ilgili araştırılmaların yapıldığı ve araştırmalarında devam ettiği görülmektedir. Plazmonik nanoyapıların mühendisliği, son zamanlarda yüzey destekli algılama yoluyla biyoalgılama için güçlü bir zemin oluşturmuş ve moleküler çalışmalarda yeni uygulamaları teşvik etmiştir. Özellikle, tasarlanmış plazmonik nanoyapılara sahip SEIRA, uzak alan ölçümleriyle ince bir molekül katmanının farklı kızılötesi titreşim izlerini tespit etme konusunda benzersiz bir yeteneğe sahiptir. Metamalzemeler, doğada bulunmayan yapay malzemelerdir. Nano boyuta sahip materyaller yapay şekilde elde edildiğinde metamalzeme olarak düşünülebilir. Bunlara örnek, nanoantenlerde kullanılan altın, gümüş, alüminyum gibi metaller verilebilir. Gümüş hem görünür hem yakın-kızılötesi, hem de diğer dalga boylarında akım malzemelerinin en düşük kayıplarını sergilediği bölgelerdir. Alüminyum, görünür dalga boylarında çok az bir avantaja sahiptir. Altın ise görünür ve yakın-kızılötesinde eşit derecede iyi performans gösterir. Alüminyumun hem gümüş hem de altın üzerinde, doğal ortamlarda kimyasal olarak kararlı olması, onu plazmonik biyosensörler için çok uygun hale getirme avantajı vardır. Bununla birlikte, ~470 nm'de bir bantlar arası geçiş, 600 nm'nin altındaki dalga boylarında altındaki kayıpları büyük ölçüde artırır. Alüminyum, ultraviyole rejiminde (
Özet (Çeviri)
Today, the interest and financial support devoted to this subject by R&D studies and research centers in the field of nanotechnology is increasing. When a short literature review is made, it is seen that researches on spectroscopy methods such as surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS), infrared absorption spectroscopy (SEIRA), nanoantennas and excellent absorbers have been made and researches continue. The engineering of plasmonic nanostructures has recently established a strong basis for biosensing via surface-assisted sensing and has spurred new applications in molecular studies. In particular, SEIRA with engineered plasmonic nanostructures has the unique ability to detect different infrared vibrational traces of a thin layer of molecules by far-field measurements. Metamaterials are artificial materials that are not found in nature. When nano-sized materials are obtained artificially, they can be considered as metamaterials. Examples of these are metals such as gold, silver, aluminium used in nanoantennas. Silver is where it exhibits the lowest losses of current materials at both visible, near infrared, and other wavelengths. Aluminium has little advantage at visible wavelengths. Gold performs equally well in visible and near-infrared. Aluminium has the advantage over both silver and gold that it is chemically stable in natural environments, making it well-suited for plasmonic biosensors. However, an interband transition at ~470 nm greatly increases losses at wavelengths below 600 nm. Aluminium is the best plasmonic material in the ultraviolet regime (< 330 nm). Each biosensor-based nanoantenna has properties such as selectivity, repeatability, stability, sensitivity, and linearity. In this thesis study,“Perfect Absorber Design and Analysis with Metamaterial Based Plasmonic Nanoantennas”was carried out by using 3 different conductors (Gold, Silver and Aluminium) and 3 different dielectric (SiO2, MgF2 and AlO2) materials, considering these properties. In the first introductory part of the thesis, brief information about different chemical analysis samples is given and analysis examples are given along with the aims of the studies. The general properties of the metals used were given, the excellent absorbers were compared with each other and the detectability of the 3 nanoantennas with the best absorption and DNT and PMMA molecules were revealed. As a result of the experiments, it has been observed that when the right and left lengths of the bar (patch) are increased in the nanoantenna using gold and silver, the absorption increases, and the absorption decreases in nanoantennas using aluminium. As a result, the best absorption was found in the MIM (Metal Insulator Metal) nanoantenna structure in AlSiO2AL (Aluminium Silica) structure and the designed antennas were deemed suitable for infrared spectroscopy. It is thought that the thesis study can give direction to future studies.
Benzer Tezler
- Design, fabrication and characterization of an ultra-broadband metamaterial absorber using bismuth in the near infrared region
Yakın kızılötesi bölgesinde çalışan çok geniş bantlı bir metamalzeme soğurucunun bizmut kullanılarak tasarımı, üretimi ve karakterizasyonu
İMRE ÖZBAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖNÜL SAYAN
- Plasmonic metamaterial based structures for designing of multiband and thermally tunable light absorbers, multiple thermal infrared emitter, and high-contrast asymmetric transmission optical diode
Çoklu bant ve termal ayarlanabilir ışık soğurucuları, çoklu termal kızılötesi yayıcı ve yüksek karşıtlıklı asimetrik iletim optik diyot tasarımı için plazmonik metamalzeme tabanlı yapılar
ATAOLLAH KALANTARI OSGOUEI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKMEL ÖZBAY
- Yüzeyde güçlendirilmiş spektroskopi uygulamaları için plazmonik nanoanten tabanlı fotonik metamalzemelerin tasarımı, üretimi ve karakterizasyonu
Design, fabrication and characterization of plasmonic nanoantenna based photonic metamaterials for surface enhanced spectroscopy applications
ERDEM ASLAN
Doktora
Türkçe
2017
Mühendislik BilimleriErciyes ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER GALİP SARAÇOĞLU
- Geniş bant haberleşme uygulamaları için fotonik entegre devrelerde kullanılabilecek nano ışık kaynaklarının manyetik purcell etkisi ile tasarımı
Design of nano light sources with magnetic purcell effect that can be used in photonic integrated circuits for wideband communication applications
ŞUANUR KABA
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİskenderun Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAKUP HAMEŞ
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERDEM ASLAN
- Kendi gücünü sağlayan kablosuz iletişim sistemlerinde enerji toplayıp depolayan yeşil enerjiler için minyatürleştirilmiş mikrostrip devrelerin geliştirilmesinin sistematik bir yaklaşımı
A systematic approach of developing miniaturized microstrip circuitries for harvesting green energies in self-powered wireless communication systems
YASIR ISAM MOHAMMED AL ADHAMI
Doktora
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. ERGUN ERÇELEBİ