Light matter interaction in plexcitonic crystals and moiré cavities

Yüzey plasmon polaritonları (YPPler) metal ve dielektrik arayüzünde uyarılan elektromanyetik dalgaların nicemleridir. Arayüzde ilerleyen YPPlerin dik yönlerde haleleri bulunur, bu yüzden dielektrik ortamdaki optik özellik değişimlerine karşı hassastırlar. Eğer YPPler eksitonik bir ortamın yanında oluşturulurlarsa eksitonik kipler ve yüzey plasmonları (YPler) arasında çiftlenme oluşabilir. Bu tezde YPP-Eksiton çiftlenmesinin etkileşim dinamiği zayıf ve kuvvetli bölgelerde incelendi. Zayıf durumda, YPP ve eksitonların optik özellikleri sadece perturbe olurlar. Bu durum eksiton matrislerinin optik soğurmasını artırabilir. Fakat, kuvvetli çiftlenme durumunda, çiftlenmiş eşler (pleksitonlar) dispersiyon eğrisinde Rabi ayrılmasına sebep olurlar. Metal-dielektrik yüzeyi sinüs profilli bir desen ile desenlenerek, dispersiyon eğrisinde yasaklı bir bölge yani bant aralığı oluşturmak mümkündür. Bant aralığının genişliği desenin çizgi derinliği ile ayarlanabilir, böylece YPP-Eksiton etkileşiminin mühendisliği yapılabilir. Bu etkileşim YPP kiplerinin yeniden dağılımı çerçevesinde incelenir. Bu prensipten yola çıkarak, yön bağımlı YPP-Eksiton etkileşimine sahip yeni bir kristal, pleksitonik kristal öne sürülmüş, kare ve üçgen örgülerde gösterilmiştir. Önceki sinüs kırınım ağının üstüne periyodu çok az değiştirilmiş başka bir kırınım ağı eklendiğinde Moiré kovukları elde edilir. Bu kovuklarda yavaş ilerleyen YPP kipleri hapsolmuştur. Bu kipler karanlık alan mikroskopisi ile gözlemlenmiştir. Ayrça Ag kaplı çeşitli Moiré kovuklarının yakınına uygun bir eksitonik kaynak yüklenerek metal yüzeyde ışık sinyalinin yükseltgenmiş ve yeni bir plazmonik lazer oluşturulmuştur.