Electrochemical switchable plasmonic surfaces

Bu çalışmada , elektrokimyasal olarak değiştirilebilen kırınım ağı kuplajlı yüzey plazmon yüzeylerinin tasarımı ve üretimini gerçekleştirdik. kırınım ağı yapılarını , ticari olarak temin edilebilen çok amaçlı sayısal diskler(DVDs) kullanılarak ürettik. Atomik kuvvet mikroskobu sonuçlarına göre, kırınım ağı yapılarını sığ ve derin olarak 2 kategoriye ayırdık. Numerik simülasyonlar kullanılarak yüzeylerin plazmonik özellikleri inceledik. Altın ve gümüşü, kırınım ağı yapıları üzerinde plazmon destekleyici metalik katman olarak kullandık. Plazmon rezonanslarının kırılma indisi hassasiyetini , deiyonize su ,hava ve gliserol solüsyonunu dielektrik ortam olarak kullanarak araştırdık. Deneysel sonuçların yansıma spektumu cinsinden numerik simülasyonlarla uyumlu olduğunu gözlemledik. Plazmonik özelliklerin elektrokimyasal olarak değiştirilebilirliği, ayarlanabilir ve değiştirilebilir filtreler ayrıca artırılmış kolorimetrik algılama uygulamalarında kullanılabilir. Plazmonik yüzeylerin üzerine çok ince bakır tabaka indirgedik ve plazmonik özelliklerde geri çevrilebilir değişiklikleri araştırdık. Elektrolit olarak bakır sülfat seçtik. Plazmonik yüzeylere periyodik voltmetri uygularken optik yansımayı takip ettik. Bakırın, altın ve gümüş filmlere düzgün ince tabakalar yerine nanoadalar şeklinde indirgendiğini gözledik. Bakır indirgenmesinin kırınım ağı yapılarının plazmonik özellikleri üzerindeki etkileri Lumerical yazılımını kullanarak simüle ettik ve etkinin 2 katı olduğunu gözledik. Bakır nanoadaların küçük efektif kalınlığı için plazmon rezonans durumunun kaydığı , kalın bakır indirgenmesinde plazmonik rezonansın yok olduğunu gözlemledik. Sonunda, bakır yükseltgenme ve indirgenme reaksiyonlarını uygulanan voltaj değiştirilerek kontrol ettik ve bu sayede rezonans noktasını kaydırdık. Rezonansları sadece değişik molarite için değil ayrıca değişik kırınım ağı yapıları ve değişik plazmon destekleyici metalik katmanlar içinde birçok kez geri çevrilebilir şekilde değiştirdik. Özetlemek gerekirse , nanoyapılı metalik yüzeylerin plazmonik özelliklerinin elektrokimya yardımıyla kontrol edilebileceğini kanıtladık. Değiştirilebilir rezonans yüzeyler, dinamik filtreler yada plazmon rezonans görüntülemede kontrast artırma uygulamalarında kullanılabilir. Keywords: Plasmonics, Grating Coupled Surface Plasmon Resonance, Electrochemistry, Dynamic filters, Surface Plasmon Resonance Imaging