Design and optimization of nanoantennas for nano-optical applications
Nano-optik uygulamalar için nanoanten tasarımı veoptimizasyonu
- Tez No: 645340
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖZGÜR SALİH ERGÜL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, plazmonik nanoanten yapılarının optik frekanslarında yüksek güç artırımı kabiliyetinin elde edilmesi doğrultusudan tasarımları ve benzetimleriyle birlikte, nanoantenlerin görüntüleme ve algılama uygulamaları için kullanılması sunulmuştur. Malzeme, frekans, geometri ve boyut gibi birçok parametreye bağlı olan nanoantenlerin plazmonik özellikleri, çeşitli nanoanten yapıların hesaplamalı analizleriyle araştırılmıştır. Elektromanyetizma problemlerinin sayısal çözümleri plazmonik nesneler için uygun olan yüzey integral denklemi formülasyonlarıyla gerçekleştirilirken, gerektiğinde benzetimlerin hızlandırılması çok seviyeli hızlı çoklu kutup algoritması ile sağlanmıştır. Kesikli yapılar ve şekil optimizasyonu ile elde edilen özgün geometriler de dahil olmak üzere çeşitli nanoanten tasarımları ele alınmış, bu yapılar hem birbirleriyle hem de literatürdeki mevcut tasarımlarla karşılaştırılmıştır. Sayısal analizler, frekansa bağlı olarak, farklı nanoanten tasarımlarının üstün özelliklerini göstermektedir. Nanoantenlerin pratik olarak kullanıldığı uygulamalara örnek olarak, parçacık algılama ve nano-optik görüntüleme için uygun ve optik hassasiyeti yüksek, papyon geometrilerden oluşan plazmonik yapılar tasarlanmıştır. Bu kapsamda, farklı şekil, boyut ve elektriksel özelliklere sahip nanoparçacıkların saptanmasının hesaplamalı analizleri sunulmuştur. Sayısal sonuçlar, hem nanoanten dizileriyle hem de iyileştirilmiş nano-delik tasarımlarıyla parçacık algılama ve tanımlamanın mümkün olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
In this study, design and simulation of plasmonic nanoantenna structures to obtain high power enhancement capabilities at optical frequencies, as well as utilization of nanoantennas for imaging and sensing applications are presented. Plasmonic characteristics of nanoantennas, which depend on many parameters, such as material, frequency, geometry, and size, are investigated in detail via computational analyses of various nanoantenna structures. Numerical solutions of electromagnetic problems are performed by using surface-integral-equation formulations that are suitable for plasmonic objects, while the simulations are accelerated, where necessary, by employing the multilevel fast multipole algorithm. Various nanoantenna designs, including slitted structures and novel geometries obtained via shape optimization, are studied and compared with each other and with examples from the literature. Numerical analyses demonstrate superior properties of different nanoantenna designs depending on the frequency. In order to exemplify the applications that nanoantennas can be used for practical purposes, plasmonics structures with high optical sensitivities are designed by using bowtie geometries for particle sensing and nano-optical imaging applications. In this context, computational analyses of detection of nanoparticles with different shapes, sizes, and electrical properties are presented. Numerical results demonstrate the feasibility of particle detection and identification with both nanoantenna arrays and improved nano-holes.
Benzer Tezler
- An efficient design optimization framework for rf and optical applications
Başlık çevirisi yok
ORKUN KARABAŞOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Mekatronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GULLU KIZILTAS
- Molecular communications: Novel relaying schemes and molecular beamforming
Moleküler iletişim: Yeni aktarma şemaları ve moleküler hüzme oluşturma
JOANA ANGJO
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERTUĞRUL BAŞAR
PROF. DR. ALİ EMRE PUSANE
- Fabrication of large antenna substrates of monolithic spatially variable ceramics and an optimization framework for nano-antennas
Uzaysal değiskenliğe sahip seramik yekpare anten tabakaların üretilmesi ve nano antenler için optimizasyon tekniği geliştirilmesi
IŞIL BERKÜN
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. GÜLLÜ KIZILTAŞ
- Design and optimization of a zero energy building
Sıfır enerjili bir binanın dizayn ve optimizasyonu
GAMZE GEDİZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAFER İLKEN
- Design and optimization of a fuzzy-neural hybrid controller structure for a rubbertuator robot using genetic algorithms
Kauçuk eyleyicilerden oluşan bir robot kolu için, melez bulanık mantık-yapay sinir ağları ile denetim yapısının tanımlanması ve genetik algoritmalarla eniyilenmesi
ERDEM ERDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBoğaziçi ÜniversitesiSistem ve Kontrol Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. MEHMED ÖZKAN