Väitös teknillisen fysiikan alalta, DI Tuomas Rossi

2017-10-06 13:00:00 2017-10-06 23:59:48 Europe/Helsinki Väitös teknillisen fysiikan alalta, DI Tuomas Rossi Väitöskirjan nimi on: Computational modeling of quantum aspects in plasmonic nanostructures http://physics.aalto.fi/fi/midcom-permalink-1e7863ee64b1ce0863e11e7896fb103367c45494549 Otakaari 1, 02150, Espoo

Väitöskirjan nimi on: Computational modeling of quantum aspects in plasmonic nanostructures

06.10.2017 / 13:00
Sali M1, Otakaari 1, 02150, Espoo, FI

Diplomi-insinööri Tuomas Rossi väittelee perjantaina 6.10.2017 klo 13 Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulussa, salissa M1, Otakaari 1, Espoo. Väitöskirjassa "Computational modeling of quantum aspects in plasmonic nanostructures" tutkittiin valon virittämiä elektronien kollektiivisia värähtelyjä eli plasmoneita metallinanorakenteissa ja MoS2 -nanohiutaleissa käyttäen väitöskirjatyössä kehitettyjä kvanttimekaanisia mallinnus- ja analysointimenetelmiä.

Metallinanorakenteilla on hyödyllisiä optisia ominaisuuksia, jotka johtuvat rakenteen läpi kulkevan valon virittämistä plasmoneista eli elektronien kollektiivisista viritystiloista. Kun nanoteknologian sovelluksiin kehitetään yhä pienempiä rakenteita, on tarpeen huomioida elektronien kvanttimekaanisen luonteen vaikutukset plasmoneihin ja sitä kautta koko nanorakenteen optisiin ominaisuuksiin.

Väitöskirjatyössä tutkittiin teoreettisesti muutaman nanometrin kokoisten ja sitä pienempien nanorakenteiden plasmoneita ja muita valon aikaansaamia elektronivirityksiä. Työssä kehitettiin kvanttimekaniikkaan pohjautuvia laskennallisia menetelmiä, jotka mahdollistavat nanorakenteiden plasmonien analysoimisen lähtien yksittäisistä atomeista ja molekyyleistä aina useiden nanometrien kokoisiin rakenteisiin asti. Väitöskirjassa havainnollistetaan plasmonin muodostumista elektroniviritysten kytkeytyessä toisiinsa ja kuvataan kvantittuneiden elektronitilojen vaikutuksia erittäin pienten metallinanohiukkasten optiseen vasteeseen. Väitöskirjassa esitetään myös kvantittumisen rajoittaman elektronien liikkeen aiheuttamia muutoksia plasmonien ominaisuuksissa toisiaan koskettavissa metallinanohiukkasissa ja tarkastellaan MoS2 -nanohiutaleiden reunoihin sidottuja plasmoneita. Väitöskirjan tulokset lisäävät ymmärrystä plasmonien kvanttimekaanisesta luonteesta ja sen vaikutuksista plasmonisten nanorakenteiden optisiin ominaisuuksiin.

Väitöstiedote (pdf)

Vastaväittäjä: Dr. Daniel Sanchez Portal, Centro de Fisica de Materiales, Espanja

Kustos: professori Martti Puska, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, teknillisen fysiikan laitos