Modelování šíření povrchových plazmonů v grafenu

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá transportními a optickými vlastnostmi grafenu, a to zejména v kontexu jejich možné ovládání pomocí elektrostatického gatování. Autor představuje návrh experimentu, který by demonstroval praktické možnosti využití grafenu v oblasti aktivní plazmoniky. Těžiště práce spočívá v počítačových simulacích rozptylu světla na hybridních strukturách na bázi grafenu a drahých kovů. Rozptylové vlastnosti těchto struktur jsou diskutovány v závislosti na hustotě volných nosičů náboje v grafenu. Autor dochází k závěru, že navrhovaný způsob řízení odezvy osamocené plazmonické antény elektrostatickým gatováním je nedostačující a k zvýšení tohoto efektu bude potřeba najít jinou vhodnější konfiguraci.The diploma thesis provides an introduction to electronic and optical properties of graphene, emphasizing thier tunability through the ambipolar field effect. Furthermore, an experiment, which would demonstrate the possible utilization of graphene in active plasmonics, is presented. The author focuses on light scattering simulations involving hybrid plasmonic structures made of noble metals and graphene. The scattering properties of those structures and their dependence on the density of free charge carriers in graphene are investigated. The author concludes that the proposed tuning of the response of a single metallic antenna through the electrostatic doping of graphene proves to be inefficient, and a more elaborate configuration will be required to enhance the effect and achieve the desired control.