Яремчук І. Я. Хвилеводний, плазмон-поляритонний і плазмонний резонансні ефекти в мікро- та наноструктурах для сенсорної електроніки

Дисертацію присвячено вивченню резонансних явищ, які виникають в процесі взаємодії електромагнітної хвилі з мікро- та наноструктурами в умовах оптичної дифракції та плазмонного, плазмон-поляритонного і хвилеводного резонансів та моделюванню і оптимізації оптоелектронних елементів на їх основі. В роботі розроблено математичні моделі взаємодії електромагнітної хвилі з композитними мікро- та наноструктурами для розрахунку їх спектральних характеристик та виявлення умов виникнення резонансних ефектів. Розглянуто основні напрямки, переваги і досвід застосування резонансних мікро-та наноструктур в задачах аналізу і синтезу оптико-електронних систем; сучасний стан методів дослідження та проблем вдосконалення наявних і створення нових ефективних засобів фотоніки та електроніки, а також можливі напрямки та методи покращення експлуатаційних характеристик твердотільних елементів. Удосконалено метод зв’язаних хвиль, що дозволяє в простій математичній формі визначити умови виникнення резонансних ефектів в періодичних мікро-та наноструктурах сучасної оптоелектроніки. Вивчено особливості виникнення хвилеводного та плазмон-поляритонного резонансів в призмових та граткових структурах, а також проведена оптимізація їх структурних і оптичних характеристик з метою виготовлення дослідних зразків для оптоелектронних систем. Досліджено спектральні характеристики оптичного відгуку металевих наночастинок та їх ансамблів, а також встановлено характер впливу металевих нановключень з врахуванням їх розміру, форми та концентрації на оптичні та електронні властивості нанокомпозитних структур. Шляхом моделювання визначено оптимальні параметри субмікронних структур, які можуть бути сенсорами, що працюють на основі плазмон-поляритонного резонансу, можуть застосовуватися в спектроскопії комбінаційного розсіяння світла за рахунок виникнення резонансу плазмонів і відповідно значного підсилення поля.