Fano control of plasmonic double-resonant systems

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.