Novel plasmonic devices for nano-photonics applications

Plazmonik kendine has optik özellikleri olan yeni fotonik cihazların geliştirilmesindeki potansiyeli nedeniyle büyük ilgi çekmektedir. Bu Tez, fotonik uygulamalar için yeni plazmonik cihaz tasarımlarına odaklanmaktadır. Metamalzemelerin elektromanyetik özellikleri tanımlanmakta ve Yarıklı Halka Rezonatörü (YHR) yapısının rezonans mekanizması incelenmektedir. Bunun yanında, YHR temelli yen metamalzeme yapıları çalışılmıştır. YHR rezonanslarından faydalanarak dalga boyu altı aralıktan plazmonik geçirgenlikte önemli oranda artış gözlemlendi. Grafen kullanarak plazmonik rezonansın değişken geçit meyili ile elektriksel ayarlanması gözlemlendi. Aynı zamanda, grafenin elektriksel özellikleri incelendi. Elektriksel geçitli grafen temelli plazmonik yapılar gerçekleştirildi. Ayrıca, yeni fotonik cihazların tasarımı için metamalzemeler kullanıldı ve grafen temelli fotonik cihazlar ile 3B nanoyapıların yeni yayılma özellikleri deneysel olarak çalışıldı ve benzetim ile doğrulandı. Önerilen yapılar tasarlandı, benzetim yapıldı, üretildi ve ölçüldü. Benzetim çalışmaları ve ölçümler benzer sonuçlar verdi ve önerilen yeni yapıların kullanılması ile plazmonik cihazların geçirgenlik özelliklerinde önemli oranda artış gözlemlendi. Çalışmamızda tasarlanan yapıların boyutları gelen dalganın dalga boyundan 10 kat (r/?~0.1) daha küçüktür ve bu sensorler için gereken artırılmış ışık toplanması amacıyla istenmektedir. Ayrıca, çalışmamızdaki YHR'nin plazmonik rezonansının geçit ayarlanması bildiğimiz kadarıyla güncel literatürdeki ilk gösterimdir. Anahtar Sözcükler: Plazmonik, Fotonik, Metamalzeme, Yarıklı Halka Rezonatörü Yapısı, Grafen, Ayarlanabilen Resonanslar, 3B Doğrudan Yazım, Artırılmış Geçirgenlik, Dalga Boyu Altı Aralık