Fine-tuning plasmonic response for plasmon-enhanced photonics
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, PHYSICS, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: İBRAHİM MURAT ÖZTÜRK
Danışman: Alpan Bek
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Plazmonik etkileşimler metal nano-yapıların saçılma, emilim ve elektrik alanını artırma özellikleri sayesinde endüstriyel ve temel bilimsel alanlarda geniş kullanım alanı bulmaktadır. Işığın alanı tarafından sürülen serbest metal elektronlarının salınımı, belirli frekans bantlarında rezonansların meydana geldiği, geometriye güçlü-bağlı optik bir tepki oluşturur. Plazmonik tepkinin belirli uygulamalar için ayarlanması, üretimleri yönlendiren bilgisayar destekli simülasyonları gerektirmektedir. Nano-fotonik alanındaki yeni gelişmeler, üretim, ölçüm ve simülasyon alanlarında üçlü iş birliğine dayanmaktadır. Tez çalışmalarında nano-üretim yöntemi olarak deşik maske litografisi seçilmiştir, bu yöntem geniş alanlara uygulanabilir olması ve yüksek geometrik çeşitlilikte nano-yapı üretimine olanak vermesi ile öne çıkmaktadır. Bu yöntem kullanılarak çeşitli basit ve karmaşık nano-yapıların üretimi yapılmış, yapıların yüzey dağılımı kontrolü için yenilikçi fikirler test edilmiş umut vadeden değerlendirmeler elde edilmiştir. Optik Ölçümler tekrarlı olarak simülasyon araçlarında modellenmiştir. Sonlu eleman yöntemi ile sınır eleman yöntemi hesaplamalarda kullanılarak, iki farklı yöntemle aynı sonuçların elde edilmesi hesaplamaların güvenilirliğini artırmıştır. Plazmonik kenetlenme farklı aralıklarda ikili disk yapıların üretimleri kullanılarak yüzey artırımlı Raman spektroskopisi kullanılarak incelenmiş, küçülen aralıklarda alan yoğunlaşması gözlenmiştir. Plazmonik nano-yapılarla dekore edilmiş fotovoltaik sistem uygulamalarında herhangi yapı geometrisi ve yüzey doluluğu için plazmonik yapıların etkisinin sayısal olarak değerlendirebilmesini sağlayan bir model geliştirilerek, çeşitli nano-yapıların fotovoltaik verimliliğine etkisi sayısal olarak incelenmiştir.