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Manca, Marco (2015) Sintesi, caratterizzazione e studio delle proprietĂ  ottiche nonlineari di array 2D di nanostrutture plasmoniche. [Magistrali biennali]

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Abstract

Negli ultimi anni lo studio del comportamento della materia alla nanoscala ha subito un notevole incremento a causa delle nuove ed inaspettate proprietà che essa presenta e che promettono di essere applicate in un gran numero di settori, dagli strumenti diagnostici e terapeutici alla creazione di computer interamente ottici. In particolare un forte interesse è rivolto ai mezzi nanocompositi ovvero materiali al cui interno è presente una distribuzione (ordinata o irregolare) di nanostrutture. Tali mezzi presentano forti proprietà ottiche nonlineari di tipo elettronico che possono essere sfruttate in molteplici ambiti tra i quali la limitazione ottica, il Q-switching, il mode-locking, l’imaging o l’upconversion lasing. Per ottenere un qualunque dispositivo è però necessario un controllo fine sulla sintesi dei materiali alla nanoscala ed una estrema ripetibilità, in modo che sia possibile associare in modo univoco le proprietà morfologiche a quelle ottiche ed ottiche nonlineari. In particolare in questo lavoro di tesi campioni di array esagonali bidimensionali di nanoprismi a base triangolare di oro ed argento sono stati sintetizzati con la tecnica della litografia a nanosfere seguita dalla deposizione del metallo tramite evaporazione termica e magnetron sputtering. L’altezza delle nanostrutture è stata variata nell’intervallo tra 10 e 60nm mentre le dimensioni laterali sono state mantenute costanti. Successivamente si è studiata in modo sistematico la loro morfologia al variare della tecnica e dei parametri di deposizione e della temperatura dei trattamenti termici cui sono stati sottoposti, compresa tra 100 ed 800°C. La morfologia dei campioni, indagata per mezzo di microscopia elettronica a scansione, è stata poi sistematicamente correlata alle loro proprietà ottiche lineari verificando gli spostamenti previsti del picco plasmonico al variare dell’altezza, della forma e della composizione chimica delle nanostrutture. Infine si sono analizzate le proprietà ottiche nonlineari di queste nanostrutture alla frequenza di risonanza dipolare dei plasmoni localizzati di superficie. Tale analisi è stata eseguita tramite la tecnica z-scan in cui si è utilizzato un laser impulsato al picosecondo e tasso di ripetizione di 10 Hz. Questo ha permesso lo studio della risposta nonlineare di tipo elettronico eliminando i contributi di tipo termico. Inoltre grazie all’utilizzo di un amplificatore ottico parametrico è stato possibile variare la lunghezza d’onda del fascio laser per accordarla opportunamente alla frequenza di risonanza plasmonica di ciascun nanosistema.

Item Type:Magistrali biennali
Corsi di Diploma di Laurea:Scuola di Scienze > Fisica
Uncontrolled Keywords:nanostrutture, ottica nonlineare, plasmonica, z-scan, litografia a nanosfere
Subjects:Area 02 - Scienze fisiche > FIS/03 Fisica della materia
Area 02 - Scienze fisiche > FIS/01 Fisica sperimentale
Codice ID:50310
Relatore:Cesca, Tiziana
Correlatore:Mattei, Giovanni
Data della tesi:October 2015
Biblioteca:Polo di Scienze > Dip. Fisica e Astronomia "Galileo Galilei" - Biblioteca
Tipo di fruizione per il documento:on-line per i full-text
Tesi sperimentale (Si) o compilativa (No)?:Yes

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