Lokalize Yüzey Plazmonları Üretimi, SEM Analizleri, ve Optik Özellikleri Adem Yenisoy 107207016
İçerik Lokalize Yüzey Plazmonları Üretim SEM Görüntüleme Optik Özellikleri Kaynakça
Plazmonlar Plazmonlar:Yüzey elektronlarının kollektif salınımı[1-5] Kütle plazmonları [3 Boyutlu katı cisimlerde] Yüzey plazmon polaritonları Lokalize Yüzey plazmonları
Lokalize Yüzey Plazmonları- I Tuzaklanmış geometrilerde kollektif salınım yapan elektronlar[4] [nanoparçacıklar, boşluklar...vb] Gelen ışık yüzeyde kutuplaşmaya sebep olur Kutuplaşma = Korunum kuvveti oluşturur Sistem belli frekansta salınım yapar [kutup YP frekansı] Λoptik için d ~ 100nm [Kreibig '95]
Lokalize Yüzey Plazmonları- II Dış alan etkisi ile yük hareketi oluşur Dış alan tetiklemeli iç alan; Parçacıklar arası etkileşim en çok koşulunda gerçekleşir Yüzey plazmon salınım frekansı[6] Boyut Şekil Ortamın dielektrik geçirgenliği
Lokalize Yüzey Plazmonları- III Elektron etkileşimi dış alan ile beslenir Parçacıklar anten gibi davranır Etkileşim sonucu alan genişlemesi gözlemlenir [İç alanın 102-104 katı]
Lokalize Yüzey Plazmonları- IV Parçacık özelliklerine bağlı olarak geniş spektrum da soğurma kabiliyeti, Güneş pili pencere tabakası kullanımına olanak sağlamaktadır Standart ışık tuzaklama Önerilen yeni tuzaklama mekanizması
LYP üretimi Termal buharlaştırma + Tavlama Film kalınlığı Tavlama sıcaklığı Tavlama süresi Altlık: Kuvars 20nm film: P = 7 x 10-6 Torr - 0.2A/sec 10nm film: P = 6 x 10-6 Torr - 0.2A/sec 5nm film: P = 5 x 10-6 Torr - 0.1A/sec Tavlama: N2 akışı altında Kalınlık [nm] Sıcaklık [C] Süre [h] 5 600 3 6 10 800 20
SEM Analizleri - I 5nm – 600oC – 3h 5nm – 600oC – 6h
SEM Analizleri - II 10nm – 600oC – 3h 10nm – 600oC – 6h
SEM Analizleri - III 10nm – 800oC – 3h 10nm – 800oC – 6h
SEM Analizleri - IV 20nm – 600oC – 3h 20nm – 600oC – 6h
SEM Analizleri - V 20nm – 800oC – 3h
SEM Analizleri - VI Kalınlık [nm] Sıcaklık [C] Süre [h] Min. boyut[nm] Max. boyut [nm] Ort. boyut [nm] 5 600 3 25 120 70 6 20 12 10 18 100 43 24 14 800 96 23 7 76 21 45 386 156 408 233 420 165
Optik Ölçümler- I
Optik Ölçümler- II
Optik Ölçümler- III
Sonuç Parçacık boyutlarını Parçacık boyutuna bağlı olarak; Film kalınlığı Tavlama süresi Tavlama sıcaklığı ile kontrol edebilme Parçacık boyutuna bağlı olarak; IR veya UV kayma Soğurma bandında genişleme veya daralma ile farklı uygulamalara olanak sağlama
Kaynakça H. A. Atwater, S. Maier, A. Polman, J. A. Dionne and L. Sweatlock, "The New "p-n Junction": Plasmonics Enables Photonic Access to the Nanoworld," MRS Bulletin, 30, pp. 385-389 (2005). C. F. Bohren, "How can a particle absorb more than the light incident on it?," Am. J. Phys., 51 (4), pp. 323-327 (1983a). M. Cortie, X. Xu, H. Chowdhury, H. Zareie and G. Smith, "Plasmonic heating of gold nanoparticles and its exploitation," Proceedings of SPIE 5649, p. 565 (2005). U. Kreibig and M. Vollmer, "Optical properties of metal clusters," Wiley, NY, (1995). S. A. Maier, P. E. Barclay, T. J. Johnson, M. D. Friedman and O. Painter, "Low-loss fiber accessible plasmon waveguide for planar energy guiding and sensing," Appl. Phys. Lett., 84 (20), pp. 3990-3992 (2004). B. J. Soller, "The Interaction between Metal Nanoparticle Resonances and Optical-Frequency Surface Waves," Ph.D thesis, The Institute of Optics, University of Rochester, New York (2002).