DIFFRACTIVE MULTIFUNCTIONAL PLASMONIC SYSTEMS

Resum

Aquesta Tesi descriu la recerca enfocada a l’estudi de la modulació de les propietats òptiques de cristalls fotònics on tenen lloc excitacions plasmòniques. Aquestes propietats es poden modular o, fins i tot, llur magnitud es pot amplificar mitjançant la incorporació de materials funcionals, inclosos compostos magnètics, ferroelèctrics o piezoelèctrics, tot afegint versatilitat al control de la llum a la nanoescala. Per analitzar la interacció entre les propietats òptiques i camps magnètics i elèctrics aplicats, hem utilitzat l’estructura de reixes de difracció com a unitat bàsica d’estudi, amb èmfasi en els efectes combinats de la difracció i ressonàncies plasmòniques en la millora de les respostes magneto-òptiques. L’exposició aborda primerament l’estudi de cristalls magnetoplasmònics fabricats sobre discs digitals comercials (DVD, CD, Blu-ray), que demostra el potencial d’aquestes plataformes per al desenvolupament de dispositius magnetoplasmònics. L’estudi permet generalitzar i donar directrius per al disseny de cristalls magnetoplasmònics on la interacció entre difracció, plasmònica i magnetisme obre el camí a una forma versàtil d’enginyeria de cristalls fotònics. En particular, hem explorat com, en determinades circumstàncies, es poden excitar modes de propagació plasmònics unidireccionals amb grans respostes magneto-òptiques. Finalment, tanquem la Tesi amb l’estudi de cristalls magnetoplasmònics ferroelèctrics, on la interrelació entre magnetisme i ferroelectricitat permet una modulació de les propietats òptiques amb camps elèctrics. Els resultats més rellevants descrits en aquesta Tesi són:_x000D_ _x000D_ - Observació d’un senyal d’efecte Kerr magneto-òptic transversal (TMOKE) particularment gran a incidència quasi-normal, on, per geometria, l’amplitud intrínseca d’aquest efecte és zero. És de rellevància emfatitzar que aquesta observació s’ha fet en cristalls fotònics crescuts sobre discs digitals comercials._x000D_ - Utilització d’espectroscòpia de reflectància de Fourier resolta per angle per analitzar modes difractius de de llum i plasmons, que ha permès analitzar la interacció entre difracció i modes magnetoplasmònics i, en particular, l’amplifi-_x000D_ cació d’efectes magneto-òptics associada a ressonàncies plasmòniques en la llum difractada._x000D_ - Condicions geomètriques per a la maximització simultània de reflectància i senyal TMOKE, rellevants per a aplicacions on es llegeixen els senyals òpticament._x000D_ - Excitació de modes de propagació plasmònics unidireccionals, amb grans respostes de TMOKE associades._x000D_ - Desenvolupament i implementació d’un disseny de litografia avançada, que permet l’accés òptic i elèctric als dispositius fotònics. Hem utilitzat aquesta metodologia per analitzar els efectes de la polarització ferroelèctrica sobre la resposta de TMOKE: sota certes condicions, el signe del senyal TMOKE pot invertir-se per camps elèctrics.

Data del Ajut	25 de gen. 2019
Idioma original	Anglès
Supervisor	Gervasi Herranz Casabona (Director/a)