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Tipo: TCC
Título: Plásmons em sistemas de baixa dimensionalidade
Autor(es): Barbosa, Vinicius Gabriel Félix
Orientador: Barros, Eduardo Bedê
Coorientador: Sobreira, Fernando Wellysson de Alencar
Palavras-chave: Plasmônica;Plásmons;Nanopartículas;Modelo de Drude
Data do documento: 2022
Citação: BARBOSA, Vinicius Gabriel Félix. Plásmons em sistemas de baixa dimensionalidade. 2022. 67 f. Monografia (Bacharelado em Física) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022.
Resumo: Nas últimas décadas, o ramo da plasmônica tem avançado a todo vapor e pode tornar possível uma revolução na eletrônica, possibilitando a troca de componentes compostos de semicondutores por dispositivos fotônicos mais rápidos e de escala reduzida. Essa possibilidade está relacionada a uma das principais propriedades dos plásmons de superfície: Esses apresentam um comprimento de onda menor que a luz que os gera. Neste trabalho, faremos uma abordagem inicial da plasmônica utilizando o modelo de Drude para a resposta eletrônica nos metais, comparando e interpolando esse modelo aos dados experimentais da literatura para a constante dielétrica complexa de metais nobres (cobre, prata e ouro). Em seguida, damos um passo a frente encontrando a solução para os plásmons de superfície que são formados em um guia de ondas plano, o que, juntamente ao modelo de Drude, explicam alguns dos comportamentos mais fundamentais e importantes dos plásmons. Após a solução plana, aplicamos uma aproximação eletrostática para a geometria de uma nanopartícula metálica esférica sujeita a um campo elétrico externo que, novamente aplicando o modelo de Drude, nos leva a um efeito de ressonância na polarizabilidade das nanopartículas. Por fim, comparamos a ressonância encontrada com os dados experimentais encontrados na literatura para a resposta de nanopartículas metálicas e seus picos de ressonância.
Abstract: In the last decades, the field of plasmonics has advanced at full speed and could make possible a revolution in electronics, allowing the exchange of components composed of semiconductors for faster and smaller-scale photonic devices. This possibility is related to one of the main properties of surface plasmons: They have a shorter wavelength than the light that generates them. In this work, we will make an initial approach to plasmonics using the Drude model for the electronic response in metals, comparing and fitting this model with experimental data for the complex dielectric constant of noble metals (copper, silver and gold) from the literature. We then go a step further by finding the solution for surface plasmons that are formed in a flat waveguide, which, together with the Drude model, explain some of the most fundamental and important behaviors of plasmons. After the flat solution, we apply an electrostatic approach to the geometry of a spherical metallic nanoparticle subjected to an external electric field which, again applying the Drude model, leads us to a resonance effect on the polarizability of the nanoparticles. Finally, we compared the resonance found with experimental data from the literature for the response of metallic nanoparticles and their resonance peaks.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/63834
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