Solution-processed nanostructures and devices for highly polarized light generation, scattering and sensing

Fotonikteki son gelişmeler, kendi sınıflarında daha uzun ömürlü, yüksek enerji verimli ve güvenilir ışık kaynaklarına, ekranlara ve fotosensörlere imkan sağlamıştır. Ancak, polarizasyon duyarlılığı birçok gelişmiş fonksiyon ve/veya performans için gerekli olmasına rağmen, polarizasyon seçici fotonik aygıtlar geliştirmek hala bir sorun olmaya devam etmektedir. Bu tür cihazların yapımındaki ana zorluklardan biri yüksek polarizasyon kontrast seviyelerine ulaşmaya çalışırken enerji verimliliğindeki verilen ödünden kaynaklanır. Örneğin, mevcut sıvı kristaller ile entegre çift kırılımlı yapılar, ışık iletiminde büyük kayıplar gösterirler. Öte yandan, solüsyon tabanlı işlenmiş ve yüksek en boy oranına sahip nanoyapılar, ışıma, soğurma ve saçılım sırasında tercih edilen bir yönde yapılan polarizasyon seçimi ile yüksek polarizasyon oranlı ve aynı zamanda enerji verimli platformlar sunabilir. Bu yapılar, sözü edilen mekanizmalarla bir yöndeki polarizasyonu seçici olarak geçirirken diğer yöndeki polarizasyonu da bastırmaktadır. Bu tezde solüsyon tabanlı işlenmiş metal ve yarı iletken nanoyapıları ve bunlarla yapılan yüksek derece polarize ışık üreten ve artırılımış fotoalgılama yapan optoelektronik aygıtlar sunuyoruz. Burada, şablonda sentezlenen, disk yükseklikleri ve aralık genişlikleri ile soğurma ve saçılım özellikleri ayarlanabilen, havada asılı plazmonik ince nanodisk dizileri üretip gösterdik. Ayrıca, manyetik olarak hizalanmış çok kısımlı nanotellerin kolloidal nanokristaller ile birleştirildiği ince filmler kullanarak polarize renk zenginleştirme uygulamalarında son derece yüksek polarize ışıma önerdik ve gösterdik. Burda şablon içinde yüksek kontrollü sentezlenen nanotellerin manyetik alan altında dizilimi, ince filmli geniş yüzeylerde oldukça paralel ve etkili bir yönlerdirmeyi mümkün kılıyor. Dizilmiş nanotellerin renk zenginleştirici nanokristallerle entegre edilmeleri 15:1'in üzerinde, izotropik nanokristaller ile elde edilmiş rekor bir görünür spektrum polarizasyon kontrastı sağladı. Bu şekilde solüsyon tabanlı işlenmiş nanoyapıların optoelektronik cihazlara entegresi ile elde edilen melez oluşumlar fotonikte ileri düzeyde işlevlerin gerçekleştirilmesi için büyük öneme sahiptir.