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http://repositoriodspace.unipamplona.edu.co/jspui/handle/20.500.12744/8963
Title: | Resonancia de plasmones de superficie en sistemas films metálicos. |
Authors: | Gélvez Rodríguez, Edinson Leonardo. |
Keywords: | Sensor óptico. Reflectividad. Resonancia plasmonica. Plasmón. |
Issue Date: | 2022 |
Publisher: | Universidad de Pamplona - Facultad de Ciencias Básicas. |
Citation: | Gélvez Rodríguez, E. L. (2022). Resonancia de plasmones de superficie en sistemas films metálicos [Trabajo de Grado Pregrado, Universidad de Pamplona]. Repositorio Hulago Universidad de Pamplona. http://repositoriodspace.unipamplona.edu.co/jspui/handle/20.500.12744/8963 |
Abstract: | The measurement of optical reflectivity allows to me characterizing surface plasmon resonances in flat or nanostructured metallic systems. In this work I have done a study of the resonance of propagating surface plasmons in metallic film systems wascarried out. Au y Ag, in which I have used the optical configuration of Kretschmann. Where noble metals are used for convenience (Au or Ag), due to the resonance of these plasmons is in the visible region of the electromagnetic spectrum, which facilitates these resonance processes. Analytical expressions of the theoretical models proposed in the literature were analyzed, including the Lorentz y Drude models. Therefore, from these models, the classical solution for the movement of the electron in a material was approached, from which the dielectric function is obtained, which allows inferring the optical behavior of the metal in terms of normal and anomalous dispersion (resonance). It is good to say that it has also been demonstrated in the Fresnel equations for optical reflectivity and they were simulated by implementing the codes in the Matlab program. It is very important to consider that from these simulations it has been possible to verify that the resonance of propagating surface plasmons depends on several parameters such as: the wavelength and polarization of the incident light, the angle of incidence, the refractive index of the dielectric medium that interacts with metal and the thickness of metal film. The sensitivity of the Kretschmann optical configuration to variations in the refractive index of the dielectric medium in contact with the metal was studied, denoting that the minimum variations in the refractive index are sufficient to generate angular shift of the plasmonic resonance peak. This angular shift made it possible to establish the operating principle of an optical sensor considering variations in the refractive index of aqueous solutions and gaseous. |
Description: | La medida de la reflectividad óptica permite caracterizar la resonancia de plasmones superficiales en sistemas metálicos planos o nanoestructurados. En este trabajo se realizó un estudio de la resonancia de plasmones superficiales propagantes en sistemas films metálicos de Au y Ag, usando la configuración óptica de Kretschmann. Se usan metales nobles (Au o Ag), debido a que la resonancia de estos plasmones está en la región visible del espectro electromagnético, lo cual facilita dichos procesos de resonancia. Se analizaron expresiones analíticas de los modelos teóricos planteados en la literatura, entre ellos el modelo de Lorentz y Drude. De estos modelos, se abordó la solución clásica para el movimiento del electrón en un material, de donde se obtiene La función dieléctrica la cual permite inferir el comportamiento óptico del metal en términos de la dispersión normal y anómala (resonancia). Igualmente, se demostraron las ecuaciones de Fresnel para la reflectividad óptica y se simularon implementando los códigos en programa Matlab. De estas simulaciones fue posible verificar que la resonancia de plasmones superficiales propagantes depende de varios parámetros como son: la longitud de onda y polarización de la luz incidente, el Angulo de incidencia, el índice de refracción del medio dieléctrico que interactúa con el metal y del espesor de film metálico. Se estudió la sensibilidad de la configuración óptica de Kretschmann ante variaciones del índice de refracción del medio dieléctrico en contacto con el metal, develando que mínimas variaciones del índice de refracción es suficiente para generar corrimiento angular del pico de resonancia plasmónica. Este corrimiento angular permitió, establecer el principio de funcionamiento de un sensor óptico considerando variaciones del índice de refracción de soluciones acuosas y gaseosas. |
URI: | http://repositoriodspace.unipamplona.edu.co/jspui/handle/20.500.12744/8963 |
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