Fyzika lineárních a nelineárních lokalizovaných povrchových plazmonů: analýza, modelování a realizace

Abstract

Lokalizované povrchové plazmony jsou fyzikálním fenoménem více či méně studovaným již přes 150 let. V poslední době, především díky zlepšení výpočetní techniky, se začínáme zajímat o nelineární chování tohoto fenoménu. Hlubší pochopení nelineárního chování lokalizovaných povrchových plazmonů by přineslo nové možnosti na poli elektrotechniky, komunikací, detektorů aj. V této práci se budeme zabývat nejprve analytickými popisy lineárních a nelineárních lokalizovaných plazmonů. Následně si představíme možnosti jak simulovat chování lokalizovaných plazmonů pomocí programu COMSOL Multiphysics. Blíže se podíváme na numerické výsledky, které porovnáme s analytickou analogií, popřípadě s výsledky z odborné literatury. V neposlední řadě provedeme charakterizaci na dostupných plazmonických strukturách.

Localized surface plasmons have been a physical phenomena more or less studied for over 150 years. Recently, mainly due to improvements in computer technology, we are more interested in the nonlinear behavior of this phenomenon. A deeper understanding of the nonlinear behavior of localized surface plasmons would bring new possibilities in the field of electrical engineering, communications, detectors, etc. In this thesis, we will firstly study analytical descriptions of linear and nonlinear localized plasmons. Next, we will introduce the possibilities of how to simulate the behavior of localized surface plasmons by using the COMSOL Multiphysics. We will take a closer look at the numerical results which will be compared with the analytical results, or with the results from the literature. Last but not least, we will perform charakterization on available plasmonic structures.