Banca de DEFESA: JEFFERSON SOUZA COSTA

Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: JEFFERSON SOUZA COSTA
DATA: 05/07/2016
HORA: 09:00
LOCAL: Laboratório de Nanofotônica e Nanoeletrônica - ITEC
TÍTULO:

Análise de um Sensor baseado em Ressonância de Superfície de Plasma Acoplado ao um Aranjo Periódico de Nanopartículas Metálicas

PALAVRAS-CHAVES:

Sensor SPR, Estrtura Multicamada, Perssividade Efetiva, Nanopoluentes Metálicos, Nanopartícula Core-Shell

PÁGINAS: 130
GRANDE ÁREA: Engenharias
ÁREA: Engenharia Elétrica
RESUMO:

Sensores SPR são dispositivos fotônicos baseados na ressonância de superfície de plasma (SPR), que consiste na oscilação longitudinal coletiva do gás de elétrons livres na interface entre um metal e dielétrico. Devido sua sensível resposta à estímulos superficiais, o uso de sensores SPR tem sido relatado para diversas aplicações. Neste trabalho, avalia-se um sensor SPR acoplado à um arranjo periódico de nanopartículas metálicas, o que pode representar a imobilização superficial de nanopoluentes metálicos gerados, por exemplo, a partir do processo de fabricação de nanocomponentes. A estrutura multicamada do sensor SPR é composta por um prisma, um filme fino de outro e uma camada de SiO². A otimização da estrutura multicamada do sensor para detecção e caracterização de parâmetros estáticos das nanopartículas metálicas, é um dos principais objetivos das análises teóricas desenvolvidas neste trabalho.

A análise teórica é baseada no modelo de permissividade efetiva de Maxwell Garnett, por meio do qual representa-se o arranjo de nanopartículas esféricas por uma camada homogênea e permite tratar a estrutura do sensor SPR acoplado ao arranjo como uma estrutura multicamada planar. Considera-se também nanopartículas esféricas com casca dielétrica, o que resulta na modificação do modelo de permissividade efetiva. A propagação da onda eletromagnética é avaliada pelo método do coeficiente de reflexão generalizado para estrutura multicamadas.

O modelo analítico apresenta limitações quanto à dimensão das nanopartículas e a distância entre as mesmas no arranjo periódico, pois o modelo de permissividade não considera as perdas por espalhamento ou a interação dos momentos de dipolos das nanopartículas esféricas. Compara-se então, os resultados do modelo analítico com um modelo numérico, obtido por simulação no ambiente 3D do \textit{software} COMSOL®, no intuito de validar o modelo analítico. O método analítico se mostrou preciso para uma faixa adequada dos parâmetros do arranjo periódico. Os resultados Teóricos (analíticos e Numéricos) são também comparados aos resultados experimentais obtidos para o sensor SPR sem as nanopartículas, o que revelou grande precisão nos métodos teóricos em relação aos dados experimentais.

As análises paramétricas da estrutura do sensor SPR, como a espessura do filme de metal para melhor acoplamento do modo de onda SPP (Surface Plasmon Polaritons) e da espessura da camada de SiO² para avaliação dos modos de onda guiado, revelaram que modos de onda guiados de várias ordens podem ser acoplados na estrutura do sensor SPR, desde que a camada de SiO² tenha a espessura adequada. Por meio das análises paramétricas do arranjo de nanopartículas, foi possível ajustar a espessura da camada de SiO² para maior sensibilidade da resposta do servidor à variações no arranjo periódico.

 

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1546494 - KARLO QUEIROZ DA COSTA
Interno - 2288432 - DMITRIEV VICTOR
Interno - 3611299 - RODRIGO MELO E SILVA DE OLIVEIRA
Externo ao Programa - 1927644 - FABRICIO JOSE BRITO BARROS