Tungsten Disülfit Destekli Plazmonik Metayüzey Tasarımı


Aslan E. (Yürütücü), Aslan E., Gümüşcü D., Ersoy B.

Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, 2022 - 2024

  • Proje Türü: Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje
  • Başlama Tarihi: Mart 2022
  • Bitiş Tarihi: Mart 2024

Proje Özeti

En genel tanımıyla doğada var olmayan malzemelere metamalzemeler adı verilir. Metamalzemeler, çalışma dalga boylarından daha küçük bir ölçekte (alt dalga boylu) periyodik metal veya dielektrik yapılardan oluşan yapay elektromanyetik ortamlardır. Olağanüstü optik özellikler sergileyen yapay periyodik dizi yapısına sahip kompozitler olan bu malzemelerin yapı taşları olan dielektrik/metal yapılar genellikle gelen elektromanyetik alanlara karşı rezonans gösterebilir. Metayüzeyler ise düzlemsel yapılar veya metamalzemelerin iki boyutlu versiyonlarıdır. İletim veya yansımada ışığın fazını, genliğini ve polarizasyonunu yerel olarak değiştirebilirler. Bu nedenle tasarım tarafından kontrol edilen işlevlere sahip farklı geometrilerde düz optik bileşenlerin üretilmesi sağlanmıştır. Üç boyutlu metamalzemelere kıyasla daha küçük fiziksel alan, daha basit imalat ve daha düşük kayıplara sahiptirler. Ayrıca ışığın dalga cephesini düzlemsel elemanlarla tam olarak kontrol edebilirler. Bu bağlamda da “düz optik” olarak adlandırılan “düzlemsel fotonik”i gerçekleştirme konusunda oldukça başarılıdırlar.

Bu çalışmada aperiyodik dizilimli, tungsten disülfit ile desteklenmiş plazmonik (soy metalik) nanosaçıcılarla, [0,2π] aralığında faz gradyanı oluşturarak kendine özgü özelliklere sahip farklı metayüzeyler tasarlanacaktır. Tasarlanan nanosaçıcıların tasarımı için zamanda sonlu farklar yöntemi kullanılarak nümerik analizler yapılacaktır. Bu bağlamda öncelikle simülasyonlarda temel nanoanten olarak belirlenen Au nanosaçıcıların optik spektrumdaki rezonant davranışlar incelenecek ve ele alınan her rezonant dalga boyunda temel nanoanten yapısının farklı rotasyon ve geometrik parametrelerdeki türev nanoantenlerin faz gradyanı oluşturma yetisi analiz edilecektir. Son olarak da tungsten disülfit ile farklı versiyonlarda kaplanmış nanoantenlerin bu faz gradyanı yetilerine etkisi analiz edilecektir. Görünür ile kızılötesi spektral aralıklarda büyük geçirgenlik değerlerine sahip olan ve desenlendiklerinde iyi tanımlanmış Mie rezonanslarını destekleyebilen tungsten disülfit katmanlar ile hem uygun faz değişimi hem uygun rezonant genlik parametrelerinde çözünürlük artışı beklenmektedir.