Gold nanoshells, a material generally composed of a core of silica surrounded by a thin shell of gold, are of great interest due to their unique and tunable optical properties. By varying the shell thickness and core size, the absorption and scattering properties are greatly enhanced. The nanoshells can be made to absorb or scatter light at various regions across the electromagnetic spectrum, from visible to the near infrared. The ability to tune the optical properties of nanoshells allows for their potential use in many different areas of research such as optical imaging, tumor ablation, drug delivery, and solar energy conversion. The research in this thesis focused on the synthesis and characterization of two novel gold nanoshell materials containing thermally-responsive, organic-inorganic hybrid layers. One type of material was based on a two-layer particle with a thermally responsive hybrid core of N-isopropylacrylamide (NIPAM) copolymerized with 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate (MPS) that was then coated with a thin layer of gold. The second material was a three-layer particle with a silica core, a thermally responsive copolymer of NIPAM and MPS middle layer and an outer shell of gold. Various techniques were used to characterize both materials. Transmission electron microscopy (TEM) was used to image the particles and dynamic light scattering (DLS) was used to determine particle size and the temperature response. Additionally, UV-Vis spectroscopy was used to characterize the optical properties as a function of temperature.

The Method of Moments (MoM) has been widely used for the full-wave electromagnetic analysis of planar multilayered media. However, the MoM is a computationally intensive process and requires considerable computer resources to perform the analysis. Thus, several efficient numerical techniques both in the spectral domain and spatial domain are investigated and further developed in this research. Two fitting procedures, i.e., the Rational Function Fitting Method (RFFM) and the Discrete Complex Image Method (DCIM), are investigated and developed in order to obtain closed-form spatial-domain Green's functions (GFs). Because the subtraction of the surface-wave pole contribution plays an important role for the accurate estimation of the spatial-domain GFs via DCIM, an efficient and accurate surface-wave pole location method is developed to find all the surface-wave poles for general multilayered media. The RFFM can be realized through either the Total Least Square Algorithm (TLSA) or the Vector Fitting (VECTFIT) method. Both the RFFM using VECTFIT and DCIM are detailed in step by step procedures. An efficient and low cost algorithm combining the advantages of DCIM and TLSA is also developed to evaluate the closed-form Green's functions for general multilayered media. A prototype version of the Full-Wave Layered-Interconnect Simulator (UA-FWLIS) was developed by analytically calculating the MoM reaction elements via Cauchy's residue theorem and the Complementary Incomplete Lipschitz-Hankel Integrals in stripline structures. After applying RFFM via VECTFIT to the G-functions, which are directly related to the spectral-domain GFs for microstrip structures, a procedure that is similar to the one used in the previously developed UA-FWLIS for stripline structures can be applied to calculate the MoM reaction elements analytically when the two reaction cells are close (< 0.1λ₀) in the spectral domain via the Electrical Field Integral Equation (EFIE). When the two reaction cells are far enough away (> 0.10.1λ₀), a simple expression for the reaction element can be obtained in the spatial domain via the Mixed Potential Integral Equation (MPIE) by a summation of a few complex image terms for the evaluation of the vector and scalar GFs. An efficient hybrid spectral-spatial method is thus developed to extend UA-FWLIS to microstrip structures. The method is validated by several numerical examples.

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Thesis (M.S.)--State University of New York at Binghamton, Department of Physics, 2006. / Includes bibliographical references.

Thesis (Ph.D.)--McMaster University (Canada), 1987. / Source: Dissertation Abstracts International, Volume: 49-07, Section: B, page: 2799. Supervisors: D. A. Thompson; W. W. Smeltzer; J. A. Davies.

Thesis (M.S.)--Rochester Institute of Technology, 1989. / "References": leaves 20-23.

Thesis (M.App.Sc.) - Carleton University, 2005. / Includes bibliographical references (p. 102-108). Also available in electronic format on the Internet.

Thesis (Ph. D.)--University of Washington, 2007. / Vita. Includes bibliographical references (leaves 122-125).

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Orientador: Clarissa de Almeida Olivati / Banca: Neri Alves / Banca: Henrique de Santana / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem carater institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: Grandes avanços tecnológicos na área de eletrônica, vêm sendo alcançados nos últimos anos. Com isso há uma busca por dispositivos cada vez melhores, e por sua vez cada vez menores, como por exemplo as grandes máquinas que se transformaram em dispositivos microscópicos. Assim, a busca por dispositivos utilizando moléculas orgânicas revolucionou ainda mais este setor, surgindo a eletrônica orgânica. Neste contexto, os estudos envolvendo filmes finos se mostraram bastante promissores, devido a sua alta capacidade de organização, a fabricação de filmes em escalas nanométricas, entre outras vantagens. Neste trabalho foram utilizados derivados alquilados de politiofenos (P3ATs) regioirregulares (RI). Devido a desorganização molecular estes politiofenos ainda são pouco estudados. Neste contexto este trabalho teve como objetivo fabricar filmes mistos Langmuir-Blodgett (LB) de derivados alquilados de politiofeno regioirregulares (RR) com ácido esteárico (Stearic Acid, SA), afim de obter filmes de boa qualidade em relação as suas propriedades elétricas. Por possuir um caráter antifilico, esta molécula é muito usada como referência na fabricação de filmes Langmuir. Esta técnica foi escolhida por possuir um alto controle de crescimento e organização destes filmes, podendo assim ser investigado como a organização proporcionada pela técnica influência na regioirregularidade das moléculas. Foram fabricados filmes LB de poli(3-butilftiofeno), poli(3-octiltiofeno) e de poli(3-dodectiltiofeno) misturados em diferentes proporções de ácido esteárico, pois os mesmos, apesar de possível, não possuem uma boa deposição em sua forma pura. Foram analisadas as isotermas de pressão dos filmes de Langmuir destes derivados para determinação dos parâmetros de deposição. Além disso, foi possível constatar uma melhora na qualidade de deposição dos filmes em relação a quantidade de SA inseridos na solução. Os filmes... / Abstract: Not available / Mestre