haku: @keyword condensation / yhteensä: 4
viite: 2 / 4
| Tekijä: | Moilanen, Antti |
| Työn nimi: | Dispersion relation and density of states for surface lattice resonance excitations |
| Pintahilaresonanssien viritystilojen dispersiorelaatio ja tilatiheys | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2016 |
| Sivut: | (6) + 82 Kieli: eng |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Perustieteiden korkeakoulu |
| Oppiaine: | Teknillinen fysiikka (F3005) |
| Valvoja: | Törmä, Päivi |
| Ohjaaja: | Martikainen, Jani-Petri |
| Elektroninen julkaisu: | http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201604201809 |
| Sijainti: | P1 Ark Aalto 4649 | Arkisto |
| Avainsanat: | plasmonics quantum optics condensation plasmon plasmoniikka kvanttioptiikka fotonikondensaatti |
| Tiivistelmä (fin): | Pintahilaresonanssit (eng. surface lattice resonance, SLR) ovat sähkömagneettisia viritystiloja metallisista nanopartikkeleista koostuvissa periodisissa hilarakenteissa. Ne muodostuvat paikallisten pintaplasmonien kytkeytyessä hilasta sironneen valon diffraktioaaltoihin. SLR-moodit tarjoavat mielenkiintoisen alustan makroskooppisten kvanttikoherenttien ilmiöiden havaitsemiseen. Sähkökentän voimakas rajoittuminen hilatasoon mahdollistaa SLR-moodien vuorovaikutuksen fluoresoivien molekyylien kanssa. Tässä työssä tutkitaan SLR-moodien dispersiorelaatiota ja tilatiheyttä teoreettisesti Greenin funktioiden ja DDA-menetelmän avulla. Työssä esitetään kaksi lähestymistapaa dispersiorelaation määrittämiseen: toinen perustuu moodianalyysiin ja toinen transmissiospektriin. Työssä esitetään niin ikään kaksi tapaa tilatiheyden laskemiseen: toinen perustuu dispersiorelaatioon ja toinen Greenin funktioon. Lisäksi tutkitaan dispersiorelaation ja tilatiheyden vaikutusta fotonien kondensaatioon dynaamisessa systeemissä. Tuloksista havaitaan hyvä vastaavuus laskennallisen ja kokeellisen transmissiospektrin välillä, ja spektriin sovitettujen dispersiokäyrien avulla saadaan laskettua suhteellinen tilatiheys. Tulokset osoittavat myös, että moodianalyysi ja Greenin funktioon perustuva menetelmä eivät onnistu mallintamaan dispersiovyön energia-aukon muodostumiseen liittyvää fysiikkaa. Dispersiorelaatiolla ja tilatiheydellä havaitaan olevan tärkeä rooli kondensaation saavuttamisessa. |
| Tiivistelmä (eng): | Surface lattice resonances (SLRs) are electromagnetic excitations in a periodic array of metallic nanoparticles. They originate from radiative coupling between localized surface plasmon resonances and diffractive orders of an incident optical field. SLRs form an interesting platform for observing macroscopic quantum-coherent phenomena. Providing strong spatial confinement of electric field in the lattice, the SLR excitations can interact with fluorescent molecules residing on top of the array. In this thesis, we study dispersion relation (DR) and density of states (DOS) for SLR excitations theoretically. For this we use the methods of Green's function and discrete dipole approximation. We present two approaches for obtaining the DR: one based on mode analysis and the other based on transmission spectrum. We also show two ways to calculate the DOS: one based on DR and the other based on Green's function. In addition, we investigate the effect of DR and DOS on condensation of photons in a dynamic system. We observe an agreement between the solved transmission spectra and experimental ones, and successfully calculate the relative DOS from dispersion curves fitted to the transmission spectra. We also find that the mode analysis for obtaining the DR and the Green's function method for calculating the DOS are not able to capture the physics of band-gap formation. The form of DR and DOS are found to have an important role in achieving condensation. |
| ED: | 2016-05-01 |
INSSI tietueen numero: 53443
+ lisää koriin
INSSI