احمد محمدی اسلامی

نانو ساختارهای پلاسمونیکی به دلیل قابلیت متمرکز کردن نور در ابعاد زیر طول موج و افزایش چشمگیر میدان الکترومغناطیسی کاربردهای فراوانی پیدا کرده و مورد توجه واقع شده اند. خواص نوری ساختارهای فلزی با مدل کلاسیکی درود بیان می شود، اما با کاهش ابعاد ساختار به مقیاس زیرنانومتر، این مدل دیگر قادر به توجیه اثرات مشاهده شده نمی باشد و باید اثرات غیرموضعی نیز در نظر گرفته شوند. نانوذرات جفت شده ی فلزی موجب جایگزیدگی نور و افزایش شدت میدان الکتریکی در شکاف بین ذرات می شوند. از این رو، در این پایان نامه به بررسی اثرات غیرموضعی در نانوذرات جفت شده فلزی با مدل های متداول غیرموضعی نظیر مدل هیدرودینامیکی، مدل پاسخ نوری غیرموضعی تعمیم یافته GNOR و مدل ساده ی پیشنهاد شده توسط استفان میر پرداخته شده است. برای بررسی دقیق تر نیم رساناها علاوه بر مدل های هیدرودینامیکی، مدل دوشاره ای نیز به کار رفته است. اثرات غیرموضعی نانو سیم های نیم رسانا و دیمر آن ها با مدل هیدرودینامیکی، مدل پاسخ نوری غیرموضعی تعمیم یافته و مدل دو شاره ای بررسی شده است. این مدل ها نتایج متفاوتی از نتایج مدل متداول درود برای نیمرسانا ها پیش بینی می کنند. پاسخ نوری غیرموضعی در زنجیره ای از نانوذرات فلزی مورد بررسی قرار گرفته شده است. طیف جذب، طیف خاموشی و توزیع میدان الکتریکی در شکاف بین نانوذرات فلزی با مدل های مختلف مقایسه شده است. در بررسی نانوساختارهای نیم رسانا در ابتدا طیف خاموشی نانوسیم استوانه ای نیم رسانا ذاتی ایندیوم آنتیموناید (InSb) با مدل هیدرودینامیکی به روش تحلیلی و عددی نشان داده شده است. سپس برای بررسی دقیق تر نیم رساناها، مدل دوشاره ای که دو نوع حامل بار در نیم رسانا را در نظر می گیرد، استفاده شده است. طیف خاموشی نانوسیم استوانه ای نیم رسانا با مدل دو شاره ای به روش تحلیلی و عددی مقایسه شده است و توزیع بار و میدان الکتریکی آن نشان داده شده است. شبیه سازی ساختارها و حل عددی از طریق روش المان محدود و با استفاده از نرم افزار کامسول انجام شده است. برای بررسی ویژگی های مدل دو شاره ای، ابتدا یک ماده نیم رسانای مصنوعی با ثابت میرایی پایین در نظر گرفته شده است، تا به راحتی تشدیدهای خاص این مدل مشخص شود. سپس (InSb) بررسی شده است. در گام بعد طیف خاموشی دیمر با سه مدل موضعی درود، مدل هیدرودینامیکی و مدل دو