Plásmon poláritons de superfície em grafeno sobre um substrato com épsilon próximo a zero

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Alvarenga, Vinicius Tadin
• Orientador(a): Matos, Christiano José Santiago de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Presbiteriana Mackenzie
• Palavras-chave em Português: plásmons de Superfície; poláritons de superfície; nanofotônica; materiais 2D; materiais; epsilon near zero.; grafeno
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Link de acesso: http://dspace.mackenzie.br/handle/10899/24504

Neste trabalho é proposto e demonstrado um método para facilitar a excitação de plásmon poláritons de superfície em grafeno, utilizando um substrato com função dielétrica próxima a zero. Foi utilizado como substrato o carbeto de silício (SiC) devido à sua função dielétrica ser próxima de zero na região do infravermelho médio, mesma região espectral onde se encontram os plásmons em grafeno. O uso deste tipo de substrato para a observação de plásmon poláritons em grafeno ainda não havia sido explorado e aumenta o comprimento de onda de plásmon, uma vez que este depende do ambiente dielétrico no qual está o material 2D, facilitando o casamento de fase com a luz incidente. São apresentados cálculos que estimam um comprimento de onda de plásmon da ordem de micrômetros, uma ordem de grandeza maiores do que com um substrato de óxido de silício, assim como uma distância de propagação efetiva também uma ordem de grandeza superior. A preparação e caracterização de amostras de grafeno esfoliado e grafeno crescido epitaxialmente, ambos sobre carbeto de silício, são descritas, e é apresentada uma nova forma de caracterizar a parte real da função dielétrica do substrato. Visando à detecção de plásmon poláritons nas amostras, são apresentadas medidas de microscopia óptica de varredura de espalhamento de campo próximo (ou s-SNOM, do inglês scattering-type scanning near-field optical microscopy). As medidas apresentam indícios de excitação plasmônica, porém mais experimentos são necessários para a comprovação dos resultados teóricos.