تأثیر تحریک پلاسمونی بر پاسخ مگنتواپتیکی ساختارهای چندلایه در پیکربندی کرشمن
چکیده
استفاده از اثرات مگنتواپتیکی از روش های دقیق و پرکاربرد در بررسی خواص مغناطیسی مواد مختلف است. اثر مگنتواپتیکی کِر یکی از این روش هاست که با استفاده از برهمکنش نور با ماده، امکان بررسی خواص مغناطیسی ماده را فراهم می کند. اثرات مگنتواپتیکی به طور معمول ضعیف هستند و برای بهبود آن روش های مختلفی وجود دارد. از جمله این روشها می توان به استفاده از یک لایه فلزی به عنوان بازتاباننده در پشت لایه مغناطیسی و یا قرار دادن لایه میانی برای برهمکنش بیشتر نور با ماده اشاره کرد. استفاده از تشدید پلاسمون پلاریتون سطحی از روش های مناسب برای این افزایش است. در این روش، فلزات نجیب مانند طلا و نقره به عنوان فلز پلاسمونیک به ساختار اضافه شده و از پدیده پلاسمونیک و انتشار پرتو در مرز لایه مغناطیسی می توان برای افزایش اثر مگنتواپتیکی کِر بهره برد. در این پایان‌نامه تأثیر تحریک پلاسمونی بر پاسخ مگنتواپتیکی ساختارهای چندلایه در پیکربندی کرشمن مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از روش ماتریسهای انتقال 4×4 یک کد در نرم افزار matlab نوشته شد، تا بتوان بلورهای مگنتوپلاسمونیک مختلف را شبیهسازی و مورد بررسی قرار داد. در نهایت اندازه گیریهای تجربی بر روی چند ساختار مگنتوپلاسمونیک صورت گرفت تا درستی نتایج نظری تحقیق گردد. با توجه به خواص پلاسمونیک و مغناطیسی مواد مختلف و صرفه اقتصادی در صنعت تعدادی از مواد انتخاب شدند و ساختار چندلایه مگنتوپلاسمونیک آنها طراحی و شبیهسازی شد. به این ترتیب با انجام محاسبات نظری در شرایط بهینهی انتشار موج پلاسمون پلاریتون سطحی در بلور نانومگنتوپلاسمونیک طلا/نیکل بیشینه سیگنال کِر برابر 17/24 درجه در ضخامت های 9 و 10 نانومتر به ترتیب برای طلا و نیکل، همچنین برای بلور طلا/کبالت بیشینه سیگنال کِر با مقدار 89/53 درجه در ضخامت های 11 و 6 نانومتر برای طلا و کبالت به دست آمد. در مرحله ساخت بلور نانومگنتوپلاسمونیک طلا/پرمالوی طراحی، ساخته و مورد بررسی تجربی قرار گرفتند. بررسیها همخوانی بسیار خوبی در نتایج نظری و تجربی نشان دادند. همچنین تأثیر انتشار موج پلاسمون پلاریتون بر سیگنال کِر در این ساختارها به خوبی مشاهده شد.