Active Plasmonic Devices: Based on Magnetoplasmonic Nanostructures

این پایان نامه به بررسی اثر میدان مغناطیسی بر انتشار پلاریتون های پلاسمون سطحی (SPP) یا به اختصار پلاسمون های سطحی می پردازد. مهمتر از همه، بر استفاده از میدان مغناطیسی به عنوان یک عامل خارجی برای اصلاح خواص SPPها و در نتیجه دستیابی به دستگاه‌های فعال تمرکز دارد. پلاسمون های سطحی امواجی هستند که در فصل مشترک فلز-دی الکتریک ایجاد می شوند. آنها می توانند به شدت محدود شوند (فراتر از حد پراش نور)، و افزایش قوی میدان الکترومغناطیسی را در سطح مشترک ایجاد کنند. این امواج منجر به توسعه مدارهای پلاسمونیک شده است، که یک کاندید کلیدی به عنوان جایگزینی برای مدارهای الکترونیکی و دستگاه های مخابراتی نوری سنتی است، زیرا سریعتر از اولی و حجم کمتری نسبت به دومی دارد.
اتخاذ هر دو نظریه و از دیدگاه تجربی، این کتاب مدولاسیون مغناطیسی در SPP ها را با استفاده از یک تداخل سنج حکاکی شده در یک چند لایه ترکیبی از طلا و شرکت تجزیه و تحلیل می کند. پارامترهایی که تأثیر مرتبطی روی آن دارند، راه‌های ساده برای افزایش آن، وابستگی طیفی آن، و امکان بسیار امیدوارکننده استفاده از این سیستم برای سنجش زیستی. پایان‌نامه در نهایت به این نتیجه می‌رسد که این روش می‌تواند مقادیر مدولاسیون‌های مشابه دیگر روش‌های فعال مورد استفاده در پلاسمونیک را ارائه دهد.

This thesis investigates the effect of the magnetic field on propagating surface plasmon polaritons (SPPs), or surface plasmons for short. Above all, it focuses on using the magnetic field as an external agent to modify the properties of the SPPs, and therefore achieving active devices. Surface plasmons are evanescent waves that arise at metal–dielectric interfaces. They can be strongly confined (beyond the light diffraction limit), and provide a strong enhancement of the electromagnetic field at the interface. These waves have led to the development of plasmonic circuitry, which is a key candidate as an alternative to electronic circuitry and traditional optical telecommunication devices, since it is faster than the former and less bulky than the latter.
Adopting both a theoretical and an experimental point of view, the book analyzes the magnetic modulation in SPPs by means of an interferometer engraved in a multilayer combining Au and Co. In this interferometer, which acts like a modulator, the SPP magnetic modulation is studied in detail, as are the parameters that have a relevant impact on it, simple ways to enhance it, its spectral dependence, and the highly promising possibility of using this system for biosensing. The thesis ultimately arrives at the conclusion that this method can provide values of modulations similar to other active methods used in plasmonics.