Neste trabalho apresentamos um estudo sistemático da transmissão da radiação eletromagnética em um conjunto de fendas metálicas individuais depositadas em substratos de vidro BK7 com larguras abaixo do comprimento de onda da luz incidente. As fendas foram obtidas através da evaporação térmica de prata e ouro sobre um substrato dielétrico (vidro BK7). A fabricação das fendas foi feita de forma direta através de um equipamento de feixe de íons de Gálio (FEI Quanta 3D). A transmissão óptica das fendas foi estudada com radiação laser para os comprimentos de onda de 488 nm e 632.8 nm. Observouse uma oscilação de intensidade na transmissão devido ao efeito de interferência dos surface plasmon polariton (SPP) gerados na superfície metálica como função da espessura do filme metálico. Os resultados experimentais obtidos foram confrontados com simulações computacionais, via método de elementos finitos, a partir das quais pode se compreender os mecanismos de propagação da radiação na estrutura em questão, e compará-los com detalhes da fabricação de fendas. Procedimento similar foi realizado ao variar a largura das mesmas. Também foi feita a análise da transmissão óptica em fendas fabricadas em filmes constituídos por camadas alternadas de prata e ouro, a fim de comparar como tal mudança na configuração da estrutura afeta os resultados anteriores. O trabalho serviu para mostrar que as dimensões dos filmes metálicos, assim como das fendas, apresentavam grande influência nas propriedades de transmissão e, além do que foi possível conferir diversos conceitos básicos da teoria eletromagnética num sistema relativamente simples. A compreensão dessas propriedades é fundamental para o desenvolvimento de futuros dispositivos que utilizam efeitos plasmônicos. / This work presents a systematic study of the transmission of electromagnetic radiation on a set of single metallic slits metallic with widths below the wavelength of incident light, deposited on BK7 glass substrates. The slits were obtained by thermal evaporation of silver and gold on a dielectric (BK7 glass). The fabrication of the slits was performed directly through a gallium ion beam equipment (FEI Quanta 3D). The optical transmission of the slits was studied by laser radiation for the wavelengths of 488 nm and 632.8 nm. An oscillation in the transmission intensity was observed due to the interference effect of the surface plasmon polariton (SPP) generated on the metallic surface as a function of the metal film thickness. The experimental results were compared with computational simulations, via finite element method, in order to comprehend the mechanisms of radiation propagation in the structure and compare them with details of slits fabrication. A similar procedure was performed by varying the width of the slits. An analagous analysis of the optical transmission in slits fabricated in films consisting of alternating layers of silver and gold was performed in order to compare how this change in structure configuration affects the previous results. The work served to show that the dimensions of the metal films, as well as of the slits, have a significant influence on the properties of transmission, and, moreover it was possible to confer different basic concepts of electromagnetic theory in a relatively simple system. Understanding these properties is fundamental for the development of future devices that make use of plasmonics effects.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-11-07T17:37:23Z No. of bitstreams: 1 GUTEMBERGUE FERNANDES FELIX – DISSERTAÇÃO (PPGFísica) 2015.pdf: 4186541 bytes, checksum: 4a3992774386ae9b9cbe14133dd60146 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-07T17:37:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GUTEMBERGUE FERNANDES FELIX – DISSERTAÇÃO (PPGFísica) 2015.pdf: 4186541 bytes, checksum: 4a3992774386ae9b9cbe14133dd60146 (MD5) Previous issue date: 2015-09-15 / Capes / Nosso trabalho tem como objeto de estudo as interações entre átomos de césio e uma superfície dielétrica. Essas interações são do tipo vanderwaals, atrativas de longo alcance e do tipo Pauli, repulsiva sem curtas distâncias. Este trabalho é composto pela análise do crescimento de filmes térmicos e a análise da dessorção de filmes induzidos por luz. Procuramos compreender: Como é a organização da sobreposição para formar um filme metálico sobre a superfície. Nós apresentamos os procedimentos utilizados e o aparato experimental para medir a dessorção de filmes induzidos por luz. Descrevemos cada procedimento realizado para obtenção das medidas, bem como as etapas de análise dos resultados. Neste trabalho discutimos os modelos mais conhecidos de adsorção, o modelo de Langmuir e o modelo BET.A partir da análise dos dados experimentais de adsorção térmica, constatamos que os dados se ajustam na descrição de filmes que crescem em multicamadas sobre a superfície. Através da análise das curvas de dessorção de filmes induzidos por luz podemos obter valores da energia de adsorção. A principal pergunta que queremos responder é: qual a energia de adsorção para um filme induzido por luz. Os valores obtidos para a energia de adsorção de filmes induzidos por luz (cerca de 0,80 e V) são maiores que as energias de adsorção física (estas em torno de 0,40 e V-0,50 e V) e perto da energia de condensação do césio. / In our work we studied the interactions between cesium atoms and a dielectric surface. These interactions are known as the type Vander Waals attractive at long-range and Pauli type, repulsive ats hort distances. This work is divided in to two parts. In the first part we made the analysis of growth of thermal films and we made in the second partthe analysis of films induced by light. Our objetive is understand how is the organization of atoms to form a metallic film on the surface. We describe the procedures used and the experimental apparat us to measure the desorption of films induced by light. We present how each procedure is performed to obtain the measurements and the results of analysis. In this work we present the best known models for adsorption the Langmuir model and the BET model. By analyzing experimental data of thermal absorption we could observe that the data fits in the description of films that grow in multilayers on the surface. We make the analysis of desorption of films induced by light and we get the adsorption energy values. Our main objective is find the value of the adsorption energy for a film induced by light. The values obtained for the adsorption energy to films induced by light (about 0.80 e V) is higher than the energies of physical adsorption (these around 0.40 e V-0.50 e V) and close to the energy of cesium condensation.

Neste trabalho apresentamos um estudo sistemático da transmissão da radiação eletromagnética em um conjunto de fendas metálicas individuais depositadas em substratos de vidro BK7 com larguras abaixo do comprimento de onda da luz incidente. As fendas foram obtidas através da evaporação térmica de prata e ouro sobre um substrato dielétrico (vidro BK7). A fabricação das fendas foi feita de forma direta através de um equipamento de feixe de íons de Gálio (FEI Quanta 3D). A transmissão óptica das fendas foi estudada com radiação laser para os comprimentos de onda de 488 nm e 632.8 nm. Observouse uma oscilação de intensidade na transmissão devido ao efeito de interferência dos surface plasmon polariton (SPP) gerados na superfície metálica como função da espessura do filme metálico. Os resultados experimentais obtidos foram confrontados com simulações computacionais, via método de elementos finitos, a partir das quais pode se compreender os mecanismos de propagação da radiação na estrutura em questão, e compará-los com detalhes da fabricação de fendas. Procedimento similar foi realizado ao variar a largura das mesmas. Também foi feita a análise da transmissão óptica em fendas fabricadas em filmes constituídos por camadas alternadas de prata e ouro, a fim de comparar como tal mudança na configuração da estrutura afeta os resultados anteriores. O trabalho serviu para mostrar que as dimensões dos filmes metálicos, assim como das fendas, apresentavam grande influência nas propriedades de transmissão e, além do que foi possível conferir diversos conceitos básicos da teoria eletromagnética num sistema relativamente simples. A compreensão dessas propriedades é fundamental para o desenvolvimento de futuros dispositivos que utilizam efeitos plasmônicos. / This work presents a systematic study of the transmission of electromagnetic radiation on a set of single metallic slits metallic with widths below the wavelength of incident light, deposited on BK7 glass substrates. The slits were obtained by thermal evaporation of silver and gold on a dielectric (BK7 glass). The fabrication of the slits was performed directly through a gallium ion beam equipment (FEI Quanta 3D). The optical transmission of the slits was studied by laser radiation for the wavelengths of 488 nm and 632.8 nm. An oscillation in the transmission intensity was observed due to the interference effect of the surface plasmon polariton (SPP) generated on the metallic surface as a function of the metal film thickness. The experimental results were compared with computational simulations, via finite element method, in order to comprehend the mechanisms of radiation propagation in the structure and compare them with details of slits fabrication. A similar procedure was performed by varying the width of the slits. An analagous analysis of the optical transmission in slits fabricated in films consisting of alternating layers of silver and gold was performed in order to compare how this change in structure configuration affects the previous results. The work served to show that the dimensions of the metal films, as well as of the slits, have a significant influence on the properties of transmission, and, moreover it was possible to confer different basic concepts of electromagnetic theory in a relatively simple system. Understanding these properties is fundamental for the development of future devices that make use of plasmonics effects.

Neste trabalho, é feita a análise dos modos de plasmon que se propagam em um filme metálico que cobre uma fibra óptica generalizada. Os modos de plasmon estudados são: Fuga pela Cobertura (lcv), Ligado Simétrico (Sb), Fuga pelo Núcleo (lcr) e Ligado Assimétrico (ab). Os filmes metálicos, para efeito de comparação, utilizados neste trabalho, são: a prata, o ouro e o paládio. Desenvolveu-se um modelo matemático do fenômeno eletromagnético e um software, que gerou um banco de dados que facilitasse a análise de estruturas, com diversas combinações de parâmetros. Com o banco de dados, foram obtidos diversos gráficos, que permitiram: analisar os modos de plasmon, verificar a atenuação das ondas e o comportamento do campo eletromagnético em cada região da estrutura. As confrontações entre as estruturas com filmes de: prata, ouro e paládio, permitiram concluir que aquelas elaboradas com os filmes de prata e de ouro são as que apresentam menores perdas, portanto, as recomendadas na confecção de sensores. Como a prata é mais acessível que o ouro, aconselha-se a sua utilização. A análise e os resultados deste trabalho são originais na literatura especializada. / In this work it is done the analysis of the ways of plasmon that developed themselves in a mettalic film that covers an optic and generalized fiber. The studied ways of plasmon are: Cover-Leaky (lcv), Symmetric Bounded (Sb), Core-Leaky (lcr) and Asymmetrical Bounded (ab). The metallic films, for reason of comparison, used in this work, are: the silver, the gold and the paladium. It was developed a mathematical model of the electricmagnetic phenomenon and a software, that created a database which could make it easy the analysis of structures with several combinations of parameters. With the database have been got several graphs that let: analyse the types of plasmon, see the reduction of waves and the behaviour of the electricmagnetic field in each area of the structure. The confrontations between the structures with films of silver, gold and paladium made it possible to conclude that those elaborated with films of silver and gold are those that present smaller losses, so, are recommended in the confection of sensors. As silver is more accecible than gold it is advisable its utilization. The analysis and the results of this work are original in the specialized literature.

Neste trabalho, é feita a análise dos modos de plasmon que se propagam em um filme metálico que cobre uma fibra óptica generalizada. Os modos de plasmon estudados são: Fuga pela Cobertura (lcv), Ligado Simétrico (Sb), Fuga pelo Núcleo (lcr) e Ligado Assimétrico (ab). Os filmes metálicos, para efeito de comparação, utilizados neste trabalho, são: a prata, o ouro e o paládio. Desenvolveu-se um modelo matemático do fenômeno eletromagnético e um software, que gerou um banco de dados que facilitasse a análise de estruturas, com diversas combinações de parâmetros. Com o banco de dados, foram obtidos diversos gráficos, que permitiram: analisar os modos de plasmon, verificar a atenuação das ondas e o comportamento do campo eletromagnético em cada região da estrutura. As confrontações entre as estruturas com filmes de: prata, ouro e paládio, permitiram concluir que aquelas elaboradas com os filmes de prata e de ouro são as que apresentam menores perdas, portanto, as recomendadas na confecção de sensores. Como a prata é mais acessível que o ouro, aconselha-se a sua utilização. A análise e os resultados deste trabalho são originais na literatura especializada. / In this work it is done the analysis of the ways of plasmon that developed themselves in a mettalic film that covers an optic and generalized fiber. The studied ways of plasmon are: Cover-Leaky (lcv), Symmetric Bounded (Sb), Core-Leaky (lcr) and Asymmetrical Bounded (ab). The metallic films, for reason of comparison, used in this work, are: the silver, the gold and the paladium. It was developed a mathematical model of the electricmagnetic phenomenon and a software, that created a database which could make it easy the analysis of structures with several combinations of parameters. With the database have been got several graphs that let: analyse the types of plasmon, see the reduction of waves and the behaviour of the electricmagnetic field in each area of the structure. The confrontations between the structures with films of silver, gold and paladium made it possible to conclude that those elaborated with films of silver and gold are those that present smaller losses, so, are recommended in the confection of sensors. As silver is more accecible than gold it is advisable its utilization. The analysis and the results of this work are original in the specialized literature.