پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 41 |
| تعداد شماره‌ها | 1,129 |
| تعداد مقالات | 9,667 |
| تعداد مشاهده مقاله | 17,602,829 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 12,289,944 |
تاثیر کریستال مایع بر ویژگیهای پلاسمون پلاریتونهای سطحی | |||
| فصلنامه علمی اپتوالکترونیک | |||
| دوره 5، شماره 1 - شماره پیاپی 12، اسفند 1401، صفحه 29-38 اصل مقاله (1013.41 K) | |||
| نوع مقاله: پژوهشی | |||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.30473/jphys.2023.67960.1143 | |||
| نویسنده | |||
| قاسم فروزانی* | |||
| دانشیار، گروه فیزیک، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران | |||
| چکیده | |||
| چالش‌های موجود در کوچک‌سازی مدارهای مجتمع فوتونیک به دلیل مشکلات ساخت و پدیده‌هایی که درسیستم‌های مقیاس نانو وجود دارند، سبب شده‌اند که نانوساختارهای پلاسمونیک و کاربرد امواج پلاسمونیک توجه زیادی را به خود جلب کنند. استفاده از کریستال‌های مایع در دستگاه‌های پلاسمونیک به کنترل انتقال، بازتاب، پراکندگی و جذب امواج نوری در نانوساختارهای پلاسمونیک کمک می‌کند. در این مقاله به بررسی تأثیر کریستال مایع بر ویژگیهای پلاسمون پلاریتونهای سطحی در دو حالت الف) وجود کریستال مایع، ب) عدم وجود کریستال مایع در مرز مشترک فلز طلا، پرداخته شده است. نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که نانو ساختار‌های طلا در حضور کریستال مایع، در مقایسه با قطعه خالی از کریستال مایع می‌تواند به صورت فعال‌تری به نور اپتیکی پاسخ دهد. با تاباندن نور بر قطعه اپتیکی، براثر برهمکنش قوی بین پلاسمون‌های سطحی در مرز مشترک دو محیط، طیف جذبی شدیدی خواهیم داشت که در حالت سمت‌گیری هموتروپیک کریستال مایع به صورت یک قله تشدید در طول موج‌های کوتاه‌تر مشاهده می‌شود. طول موج تشدید پلاسمون‌های سطحی نسبت به تغییرات ضریب شکست حساس است. به عبارتی با افزایش ضریب شکست محیط اطراف، قله طیف جذبی به سمت طول موج‌های بلند جابه جا می‌شود. | |||
| کلیدواژه‌ها | |||
| امواج پلاسمونیک؛ پلاسمون پلاریتون؛ کریستال مایع؛ نانوساختار طلا | |||
| عنوان مقاله [English] | |||
| The Effect of Liquid Crystal on Surface Plasmon Polariton Properties | |||
| نویسندگان [English] | |||
| Ghasem Forozani | |||
| Associate Professor, Department of Physics, Payame Noor University, Tehran, Iran | |||
| چکیده [English] | |||
| The challenges in the miniaturization of photonic integrated circuits due to manufacturing problems and the phenomena that exist in nanoscale systems have caused plasmonic nanostructures and the application of plasmonic waves to attract a lot of attention. The use of liquid crystals in plasmonic devices helps to control the transmission, reflection, scattering and absorption of light waves in plasmonic nanostructures. In this article, the effect of liquid crystal on surface plasmon polariton properties in two cases: a) presence of liquid crystal, b) absence of liquid crystal at the common border of gold metal have been investigated. The results of this study show that gold nanostructures in the presence of liquid crystal can respond to optical light in a more active way, compared to an empty piece of liquid crystal. By shining light on the optical part, due to the strong interaction between surface plasmons at the common boundary of the two environments, we will have a intense absorption spectrum, which is observed in the form of a resonance peak at shorter wavelengths in the homotropic orientation of the liquid crystal. The resonance wavelength of surface plasmons is sensitive to changes in refractive index. In other words, by increasing the refractive index of the surrounding environment, the peak of the absorption spectrum shifts to longer wavelengths. | |||
| کلیدواژه‌ها [English] | |||
| Plasmonic Waves, Plasmon Polariton, Liquid Crystal, Gold Nanostructure | |||
| مراجع | |||
|
[1]. M.L. Brongersma, and V.M. Shalaev, The case for plasmonics. Science, 2010. 328(5977): p. 440-441.
[2]. W. L. Barnes, A. Dereux, and T.W. Ebbesen, Surface plasmon subwavelength optics. Nature 424 (2003) 824-830.
[3]. R.W.Wood, XLII. On a remarkable case of uneven distribution of light in a diffraction grating spectrum. The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, 4 (1902) 396-402.
[4]. R.H. Ritchie, et al., Surface-plasmon resonance effect in grating diffraction. Physical review letters, 21 (1968) 1530.
[5]. U. Kreibig, U. and P. Zacharias, Surface plasma resonances in small spherical silver and gold particles. Zeitschrift für Physik A Hadrons and nuclei, 231 (1970) 128-143.
[6] J.Z. Zhang, and C. Noguez, Plasmonic optical properties and applications of metal nanostructures. Plasmonics, 3 (2008) 127-150.
[7] E. Kretschmann, and H. Raether, Radiative decay of non radiative surface plasmons excited by light, in Zeitschrift für Naturforschung A. (1968) 2135-2136.
[8] M. O. Stetsenko, S.P. Rudenko, L.S. Maksimenko, B.K. Serdega, O. Pluchery and S.V. Snegir, Optical Properties of Gold Nanoparticle Assemblies on a Glass Surface, Nanoscale Research Letters, 12 (2017) Article number: 348.
[9] B.E.A. Saleh, and M.C. Teich, Fundamentals of photonics. John Wiley & Sons. (1991) 313.
[10]. D.K. Yang, and S.T. Wu, Fundamentals of liquid crystal devices. John Wiley & Sons.(2014)
[11]. I.C. Khoo, Liquid crystals: physical properties and nonlinear optical phenomena. John Wiley & Sons, (1995).
[12]. K.Chu, et al., Electrically controlled surface plasmon resonance frequency of gold nanorods. Applied physics letters, 89 (2006) 103107,1 -3.
[13]. V.K. Hsiao, et al., Light‐driven plasmonic switches based on au nanodisk arrays and photoresponsive liquid crystals. Advanced Materials, 20 (2008) 3528-3532.
[14]. Y.J. Liu, et al., A frequency-addressed plasmonic switch based on dual-frequency liquid crystals. Applied Physics Letters, (2010) 091101.
[15]. Y.J.Liu, et al., Optically switchable gratings based on azo-dye-doped, polymer-dispersed liquid crystals. Optics letters, 34 (2009) 2351-2353.
[16] D. Zografopoulos, and R. Beccherelli, Long-range plasmonic directional coupler switches controlled by nematic liquid crystals. Optics express, 21(2013) 8240-8250
[17] Y.J. Liu, et al., Light‐driven plasmonic color filters by overlaying photoresponsive liquid crystals on gold annular aperture arrays. Advanced Materials, 24 (2012) 131-135.
[18] S. Guangyuan, et al., Annular aperture array based color filter. Applied Physics Letters, 99 (2011) 033105.
[19] S. Guangyuan, et al., Reflective plasmonic color filters based on lithographically patterned silver nanorod arrays. Nanoscale, 5 (2013) 6243-6248.
[20] D.C. Zografopoulos, and R. Beccherelli, Liquid – crystal - tunable metal–insulator – metal plasmonic waveguides and Bragg resonators. Journal of Optics, 15 (2013) 055009.
[21]A. Vial, et al., Improved analytical fit of gold dispersion: Application to the modeling of extinction spectra with a finite-difference time-domain method. Physical Review B, 71 (2005) 085416.
[22] L. De Sio, et al., Double active control of the plasmonic resonance of a gold nanoparticle array. Nanoscale, 4 (2012) 7619-7623.
[23] C. Powell, and J. Swan, Effect of oxidation on the characteristic loss spectra of aluminum and magnesium. Physical Review, 180 (1960) 640.
[24] R.H. Ritchie, Plasma losses by fast electrons in thin films. Physical review, 106 (1957) 874. | |||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 118 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 187 |
|||