Plasmonic nanocavity engineering for weak and strong light-matter interaction
Zayıf ve güçlü ışık-madde etkileşimleri için plazmonik nanokavite mühendisliği
- Tez No: 991281
- Danışmanlar: PROF. DR. SİNAN BALCI, PROF. DR. MUSTAFA EMRULLAHOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Elektromanyetik kuplaj, Metal nanopartiküller, Raman spektroskopisi, Yüzey plazmonları, Electromagnetic coupling, Metal nanoparticles, Raman spectroscopy, Surface plasmons
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fotonik Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yüzey plazmonları, metal-dielektrik ara yüzlerinde hapsolmuş elektromanyetik modlardır ve bulundukları ortamdaki optik özelliklere duyarlı olmaları, onları nano ölçekte ışık-madde etkileşimini incelemek için iyi bir aday yapar. Bu tezde, plazmonik kaviteler iki farklı sistem üzerinden incelenmiştir. İlk olarak, fotokimyasal yöntemle üretilen nanoporoz altın (NPG) filmler, gözenekli yapılarının nasıl oluştuğunu ve bu yapının nasıl plazmon modlarını desteklediğini anlamak amacıyla optik ölçümler ve FDTD simülasyonlarıyla araştırılmıştır. Bu filmler çok sayıda nano ölçekte kavite içerdiği için SERS uygulamalarında kullanılmış ve düşük konsantrasyon moleküller iyi sinyal tekrarlanabilirliğiyle algılanmıştır. İkinci olarak, J-agregalarıyla kaplanmış Au@Ag nanoküboidlerde plazmon-eksiton etkileşimi incelenmiştir. Nanorodların en-boy oranı değiştirilirken nanoküboidlerin en-boy oranı sabit tutularak plazmonik kayıplar ayarlanmış ve böylece olağanüstü noktaların (EP) ortaya çıkışı tartışılmıştır. Yapılan ölçümler ve hesaplamalar EP'lerin varlığını doğrulamış ve kayıpların yüksek olduğu durumlarda bağlaşım zayıf kalsa bile spektrumda Rabi ayrılma benzeri bir davranışın görülebileceğini göstermiştir. Ayrıca, EP civarında çalışmanın, geleneksel plazmonik sensörlere kıyasla kırılma indisi duyarlılığını artırdığı bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
Surface plasmons are electromagnetic modes confined at metal-dielectric interfaces, and their sensitivity to local optical properties makes them useful for studying light-matter interaction at the nanoscale. In this thesis, plasmonic cavities are explored through two different systems. First, nanoporous gold (NPG) films produced by a photochemical method are examined with optical spectroscopy and FDTD simulations to understand how their porous network forms and how it supports localized plasmonic modes. Because these films contain many nanoscale cavities with strong field confinement, they are used as SERS substrates and allow the detection of low concentrations of probe molecules with good point-to-point reproducibility. Second, plasmon-exciton coupling is investigated in Au@Ag nanocuboids coated with J-aggregates. By adjusting the monometallic aspect ratio while keeping the bimetallic aspect ratio constant, the plasmonic loss is tuned and the emergence of exceptional points (EPs) was discussed. Measurements and calculations confirm the presence of EPs and show that splitting-like features may occur even under weak coupling when the loss is high. It is found that working near an EP increases refractive index sensitivity relative to usual plasmonic sensing conditions.
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
- Adaptive metasurface designs for thermal camouflage, radiative cooling, and photodetector applications
Termal kamuflaj, ısınımlı soğutma ve fotodedektör uygulamaları için uyarlanabilir metayüzey tasarımları
EBRU BUHARA
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKMEL ÖZBAY
- Color generation and enhancement using large-scale compatible metamaterial design architectures
Büyük ölçekli üretime uygun metamalzeme tasarım mimarisi kullanarak renk üretme ve iyileştirmesi
ALİ CAHİT KÖŞGER
Doktora
İngilizce
2022
Bilim ve Teknolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. EKMEL ÖZBAY
- Plasmonic band gap cavities
Plazmon bant aralığı kovukları
AŞKIN KOCABAŞ
Doktora
İngilizce
2008
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATİLLA AYDINLI
- Plasmonic nanoparticles by laser dewetting of thin metallic films
Lazer topaklanma yoluyla ince metal filmlerden plazmonik nano parçacık
SEVAL SARITAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATİLLA AYDINLI