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Previous issue date: 2014 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Metamateriais são meios artificiais estruturados para a obtenção de propriedades físicas não prontamente encontradas na natureza. Estes meios, em geral, são organizados periodicamente com uma célula unitária que possui dimensões menores que o
comprimento de onda da radiação eletromagnética incidente. Esta característica permite
que estes meios possam ser tratados como materiais homogêneos e, por conseguinte,
descritos em termos de parâmetros constitutivos efetivos. Este trabalho realiza a
modelagem analítica e numérica de um metamaterial nanoestruturado com inclusões
metálicas. É desenvolvido um formalismo fundamentado no modelo de Maxwell-Garnett
para descrever o índice de refração efetivo do metamaterial levando em conta a forma
geométrica das nanopartículas e a natureza dos modos locais excitados. É evidenciado que estes modos correspodem a excitações plasmônicas superfíciais. Por meio da caracterização do metamaterial no domínio óptico, é investigado o potencial de tais meios
para o desenvolvimento de sensores de índice de refração mais compactos e com valores
de sensibilidade superiores aos encontrados em sistemas baseados unicamente em fibras
ópticas. / Metamateriais are artificial media structured to obtain physical properties not
readily found in nature. In general, these media are arranged periodically with a unit cell
whose dimensions are smaller than the wavelength of the incident electromagnetic
radiation. This characteristic allows dealing with such materiais as homogenized media,
which means describing them by effective constitutive parameters. This work performs
the analytical and numerical model of a metamaterial structured with metallic inclusions.
It is implemented a formalism based on the Maxwell-Garnett approach in order to
describe the effective refraction index of the metamaterial accounting for the geometry
of the nanoparticles and the nature of excited local field modes. It is shown that these
modes correspond to surface plasmon excitations. From the characterization of the
metamaterial at the optical domain, it is investigated the potential of such medium to the
construction of more compact refraction index sensors, with sensitivity values higher than
the ones typically found in systems based exclusively on optical fibers.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpa.br:2011/5912 |
| Date | 22 August 2014 |
| Creators | SILVA, Anderson Oliveira |
| Contributors | COSTA, João Crisóstomo Weyl Albuquerque |
| Publisher | Universidade Federal do Pará, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, UFPA, Brasil, Instituto de Tecnologia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPA, instname:Universidade Federal do Pará, instacron:UFPA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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