Çift bantta mükemmel soğurum özelliği gösteren plazmonik nanoanten dizileri tasarımı
Design of plasmonic nanoantenna arrays indicating perfect absorption in dual band
Yazar: MUSTAFA KIRLAR
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA TÜRKMEN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Mükemmel soğurucular, çalışma frekansında üzerlerine gelen elektromanyetik radyasyonu soğuran sistemlerdir. Çeşitli elektromanyetik dalga dedektörleri, ışınım ölçerler, güneş enerjisi emilimi vb. gibi birçok alanda mükemmel soğuruculara ihtiyaç duyulmaktadır. Plazmonik tabanlı mükemmel soğurucular ise rezonans frekanslarında gelen elektromanyetik radyasyonun tamamına yakın bir bölümünü soğuran plazmonik nanoanten dizileridir. Bu yapılar rezonans frekanslarında oluşan yüksek yakın alan dağılımları yoluyla ışık-madde etkileşimini artırdıkları için spektroskopi, fotovoltaik piller ve biyosensörler gibi farklı uygulamalarda kullanılabilmektedirler. Bu tez çalışmasında literatürde yer alan tasarımlardan farklı geometrilere sahip mükemmel soğurucu nanoanten dizileri tasarlanarak nümerik olarak incelenmiştir.

Bu tez çalışması giriş bölümüyle birlikte toplam beş bölümden oluşmaktadır. Giriş bölümünde, tezle ilgili temel tanımlamalara yer verilirken birinci bölümde, parçacık tabanlı plazmonik mükemmel soğurucular tanıtılmıştır. İkinci bölümde, tez çalışmasında mükemmel soğurucu nanoanten dizilerinin analizinde kullanılan zaman domeninde sonlu farklar (Finite Difference Time Domain; FDTD) metoduna dayalı paket program Lumerical FDTD Solutions hakkında detaylı bilgi verilmiştir. Üçüncü bölümde teze özgü olarak tasarlanan dört farklı mükemmel soğurucu nanoanten dizisi nümerik olarak incelenmiştir. Dördüncü bölümde ise tartışma, sonuç ve önerilere yer verilmiştir. 

Anahtar Kelimeler:	Mükemmel soğurucu nanoanten dizileri; Spektroskopi; Plazmonik; Zaman domeninde sonlu farklar metodu.

Abstract:
Perfect absorbers are the systems that absorb the electromagnetic radiation coming on the working frequency. They are needed in many fields of technology, such as various electromagnetic wave detectors, bolometers, solar-energy harvesting, and so on. Plasmonic based perfect absorbers are plasmonic nanoantenna arrays which absorb almost all radiation coming from the resonance frequencies. These structures can be used in different applications such as spectroscopy, photovoltaic batteries and biosensors because they increase light-matter interaction through high near field distributions in resonance frequencies. In this thesis, perfect absorber nanoantenna arrays having different geometries than the examples in the literature was designed and numerically examined.

The thesis consists of total five chapters with the introductory chapter. In the introductory chapter, basic descriptions related to the study have been given. In the first chapter, particle based plasmonic perfect absorbers have been introduced. In the second chapter, detailed information about Lumerical FDTD Solutions program, based on finite difference time domain (FDTD), used in the analysis of the perfect absorber nanoantenna arrays have been given. In the third chapter the results of four different perfect absorber nanoantenna arrays which are designed as unique for the thesis that have dual-band values, have been examined numerically. In the fourth chapter, conclusions and recommendations have been presented.

Keywords:	Perfect absorber nanoantenna arrays; Spectroscopy; Plasmonic; Finite difference time domain.