Nanoestruturas Plasmônicas para Aplicações em Ótica Não Linear - AMARAL, Anderson Monteiro (Universidade Federal de Pernambuco, 2017)
Submitted by Alexandra Feitosa (alexandra.feitosa@ufpe.br) on 2017-07-25T13:02:17Z No. of bitstreams: 1 2012-Dissertacao-AndersonAmaral.pdf: 2694413 bytes, checksum: 9ebee2d16025ca9bd3c42c56044047a7 (MD5) === Made available in DSpace on 2017-07-25T13:02:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012-Dissertacao-AndersonAmaral.pdf: 2694413 bytes, checksum: 9ebee2d16025ca9bd3c42c56044047a7 (MD5) Previous issue date: 2011-12-21 === Nesta Dissertação são analisadas teoricamente duas aplicações da plasmônica a problemas deinteresse corrente em ótica não linear: Não linearidades óticas efetivas de nanocompósitos con-tendo inclusões metálicas elipsoidais, e a amplificação do campo eletromagnético em frequên-cias óticas no espectro visível devido à presença de nanoestruturas metálicas. No primeiroestudo, foram obtidas as susceptibilidades não lineares efetivas de terceira e quinta ordens paraum nanocompósito em função das propriedades de nanopartículas elipsoidais (nanoarroz e na-nocascas). Mostra-se também que para inclusões metálicas ocorre um crescimento das nãolinearidades do metal por várias ordens de grandeza na ressonância de plásmon. No outro es-tudo é mostrado como se pode obter um engrandecimento dos campos elétrico e magnético emfrequências no visível pela utilização de nanofios cuja seção transversal é tipo U (U Split-RingResonators). Uma característica importante desta proposta é que ela é realizável pelas atuaistécnicas litográficas. As simulações numéricas realizadas demonstram um aumento do campoelétrico maior que 250 e do campo magnético maior que 25 em todo o espectro visível, e queo comprimento de onda da ressonância é principalmente determinado pela profundidade doU. A determinação disto explica o fato de mesmo sendo uma geometria bastante conhecida,uma magnificação considerável do campo magnético em frequências no visível nunca haviamsido reportados na literatura. Aplicações em potencial para esta geometria estão na indução detransições de dipolo magnético em frequências no visível e metamateriais. === This Dissertation analyzes theoretically two plasmonic applications to current nonlinear optics’problems: Effective optical nonlinearities of nanocomposites containing metallic ellipsoidal in-clusions, and the electromagnetic field enhancement at optical frequencies in the visible spec-trum due to the proximity to metallic nanostructures. In the first study, the composite effectivethird and fifth order nonlinear susceptibilities were obtained as a function of the properties ofellipsoidal nanoparticles (nanorice and nanoshells). It was also shown that for metallic inclu-sions the metal nonlinearity is enhanced by many orders of magnitude. In the other study itwas shown how to use nanowires with an “U”-like cross-section (U Split-Ring Resonators) forenhancing the electric and magnetic fields at visible frequencies. An important characteristic ofthis proposal is that it is realizable by current lithographic techniques. The numeric simulationsshowed that the electric field can be enhanced by a factor greater than 250, and the magneticfield enhancement is larger than 25 over the entire visible spectrum. It was also determined thatthe resonance wavelength is mainly determined by the U depth. This fact explains why evenbeing a widely known geometry, considerable magnetic field enhancements at visible frequen-cies were never reported on literature. Potential applications for this geometry are inducingmagnetic dipole transitions and metamaterials.