Fabrication, characterization and simulation of plasmonic cavities

Yüzey plazmon polaritonları metal-dielektrik yüzeyinde elektron ve foton çiltlenmasiyle oluşan elektromanyetik dalgalanmalardır. Düzgün kırınım ağları, plazmonların periyodik yapıyla etkileşimine bağlı olarak, plazmonların enerji-momentum özelliklerini düz metal yüzeylere nisbeten değiştirirler. Periyodik yapının simetrisini kırarak plazmonların yerelleşmesi sağlanabilir. Bu tezin amacı, faz kaymalı kırınım ağı tabanlı plazmonik kovukların fiziğini anlamaktır. Bu amaçla, elektron demet litografisi ile düzgün kırınım ağlı ve faz kaymalı kırınım ağlara dayanan plazmonik yapılar oluşturuldu ve oluşturulan yapılar polarizasyona bağımlı yansıma ölçümleriyle karakterize edildi. Deneysel sonuçlar, plazmonik yapıların benzeşimi ile doğrulandı. Enerji-momentum eğrileri, Maxwell denklemlerini zamana bağımlı sonlu farklar yöntemini çözerek hesaplandı ve sonuçların deneysel sonuçlarla uyumlu olduğu görüldü. Düzgün kırınım ağının profiline bağlı olarak, enerji momentum eğrilerini çalıştık. Düzgün kırınım ağının derinl, bant aralığı sönümlenmesi için uygun değeri periyodun yarısıdır. Düzgün kırınım ağının derinliği arttıkça bant aralığının genişliği de artar. Düzgün kırınım ağınına eklenen faz kaymasının miktarı kovuğun enerjisini belirler ve kovuğun enerjisi faz kaymasına bağımlı olarak periyodiktir. Kalite faktörü 80 olan plazmonik kovuklar elde edildi. Plazmonların hareket mekanizması bir kovuktan diğerine hoplama mekanizmasıyla gerçekleştiği anlaşıldı.