افزایش اثر مگنتواپتیکی کِر بوسیله تحریک ‎پلاسمون پلاریتون سطحی در بلورهای مگنتوپلاسمونیک

اثر مگنتواپتیکی کِر در سال 1877 توسط جان کِر کشف شد و تاکنون کاربردهای فراوانی برای آن پیدا شده است. با توجه به اینکه اثر مگنتواپتیکی کِر کوچک است، برای بهره‏گیری از آن در کاربردهای مختلف نیاز به تقویت آن وجود دارد. یکی از شیوه‏های مناسب این کار استفاده‏ی یکی از پدیده‎های نانوپلاسمونیک یعنی تحریک پلاسمون پلاریتون سطحی است. این پدیده باعث تشدید میدان‏های الکتریکی و مغناطیسی نور در سطح ماده شده، بنابراین شدت نور بیشتری برای برهم‎کنش با ماده در دسترس بوده لذا پاسخ مگنتواپتیکی ساختار افزایش می‏یابد. در این پایان‎نامه افزایش اثر مگنتواپتیکی کِر بوسیله تحریک پلاسمون پلاریتون سطحی در بلورهای مگنتوپلاسمونیک مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از روش ماتریس‎های انتقال 4×4 یک کد در نرم افزار matlab نوشته شد، تا بتوان بلورهای مگنتوپلاسمونیک مختلف را شبیه‏سازی و مورد بررسی قرار داد. در نهایت تعدادی از ساختارهای شبیه‏سازی شده به روش نظری، در آزمایشگاه ساخته شدند و اندازه‏گیری‎های تجربی بر روی آن‏ها صورت گرفت تا درستی نتایج نظری تحقیق گردد. در این پایان‎نامه با توجه به خواص پلاسمونیک و مغناطیسی مواد مختلف و همچنین صرفه اقتصادی در موارد صنعتی، تعدادی از مواد انتخاب شدند و بلور مگنتوپلاسمونیک آنها طراحی و شبیه‎سازی شد. همچنین در دو مورد بلورهای نانومگنتوپلاسمونیک مطابق با طراحی‏ها ساخته شدند و مورد بررسی قرار گرفتند. به این ترتیب با انجام محاسبات نظری در شرایط بهینه‏ی انتشار موج پلاسمون پلاریتون سطحی در بلور نانومگنتوپلاسمونیک طلا/کبالت بیشینه سیگنال کِر برابر 49/50 درجه و برای بلور مس/آهن/مس بیشینه سیگنال کِر با مقدار 7/40 درجه بدست آمد. در مرحله ساخت، بلورهای نانومگنتوپلاسمونیک طلا/پرمالوی و مس/پرمالوی/ مس طراحی، ساخته و مورد بررسی تجربی قرار گرفتند. بررسی‏ها همخوانی بسیار خوبی در نتایج نظری و تجربی نشان دادند. همچنین افزایش سیگنال کِر مورد انتظار در اثر انتشار موج پلاسمون پلاریتون در این ساختارها به خوبی مشاهده شد.