Fabrication of novel core-shell nanostructures for photonics applications
- Global styles
- Apa
- Bibtex
- Chicago Fullnote
- Help
Abstract
Nano-üretim ve karakterizasyon tekniklerindeki ilerlemeler bilimin, birden fazla alanında sürdürülen araştırmaları hızlandırmış ve bu alanlardaki konuların daha iyi anlaşılmalarını sağlamıştır. Üretilen yeni nanoyapılar, bu araştırmalarda kolaylıklar sağlamış ve yeni olayların gözlemlenmesine yardımcı olmuştur. Bu nanoyapılar, nano-üretim tekniklerinden kaynaklanan hizalanma, üretim miktarı, yüksek üretim maliyetleri, kısıtlı malzeme seçeneği ve çeşitliliği gibi sorunlardan dolayı, olası uygulanabilirliklerini ve kolaylıklarını kaybetmektedirler. Özellikle nano-optik ve fotonik uygulamalarında, bu nedenlerden kaynaklanan sorunlar öne çıkmaktadır.Bu tez çalışmasında, yeni bir nano-üretim tekniği olarak `Tekrarlamalı Fiber Çekme (TFÇ)? yöntemi tanımlanmıştır. Bu tekniği kullanarak, yapıların ölçüsü aşamalı şekilde makroboyutlardan nanoboyutlara indirilebilinir ve bu şekilde istenilen uzunlukta bir boyutlu çekirdek-kabuk nanoyapılar elde edilebilinir. Daha sonra `Plateau-Rayleigh? kararsızlığını kullanarak TFÇ yöntemiyle elde edilen nanoteller, üretimi zor, farklı, çekirdek-kabuk yapılarına dönüştürebilinir ve bu şekilde nanotel-nanoküre arasında olan, daha önce farkedilmemiş bir geçiş bölgesinin olduğu gözlemlenebilinir. Üretilen çekirdek-kabuk nano-platformları kullanarak değişik optik olaylar gözlemlenmiş ve bunlar yeni fotonik uygulamaları için tasarlanmıştır. Kısaca, (a) cam-polimer nanoyapılarında rezonant Mie saçılması incelenmiş ve geniş-alan renklenmesi için düzenlenmiştir, (b) üretilen tümü-polimer nanotellerin Mie saçılmasında rezonant olmayan bir bölgeye denk geldiğini ve bu bölgenin yeni özelliklere sahip olduğu gözlemlenmiştir, (c) ince-film girişimi olayının çekirdek-kabuk mikro- ve nanoyapılarındaki karşılığı olan nanokabuk girişimi incelenmiştir, (d) yaban ördeği tüyünde gözlemlenen alışılmadık bir fotonik kristal yapısı incelenmiş ve TFÇ yöntemi kullanılarak taklit edilmiştir, (e) tümü-polimer çekirdek-kabuk nanoyapılarının ışığı toplama potansiyelini incelenmiş ve emilimi ciddi bir şekilde arttırdığı gözlemlenmiştir, (f) As2Se3 dan oluşan nanotel dizileri verimli geniş-bantlı ışık üretiminde kullanılmıştır. Developments in nanoscale fabrication and characterization techniques have led to fundamental changes in the scientific understanding of many fields, and novel nanostructures have been utilized to investigate the conceptual underpinnings behind a diverse array of natural phenomena. However, nanofabrication methods are frequently hindered by issues such as misalignment, small batch sizes, high production costs and constraints in material choice or nanostructure diversity, which decrease their potential utility and prevent their widespread application in nanoscale optics and photonics. In this work, a new top-down nanofabrication method is described, which is called Iterative Size Reduction (ISR), where step-by-step reduction is utilized to decrease structure dimensions from macro- to nanosizes and produce indefinitely long one-dimensional core-shell nanostructures with properties highly suitable for use in optical applications. Plateau-Rayleigh instabilities are then utilized to thermally degrade ISR-produced nanowire arrays into complex core-shell schemes, which are produced successively in a hitherto-undescribed transitory region between core-shell nanowires and core-shell nanospheres. A diverse array of optical phenomena have been observed on fabricated novel core-shell nano-platforms, which are utilized in the design of novel nanostructures for emerging photonics applications. Briefly, (a) the resonant Mie scattering behavior is characterized on glass-polymer nanostructures and these nanostructures are designed for large-area structural coloration, (b) a novel non-resonant Mie scattering regime responsible for the scattering characteristics exhibited by all-polymer core-shell nanowires is described, (c) a nanoscale analogue to the thin film interference phenomenon is demonstrated that occurs on the core-shell boundary of ISR-produced micro- and nanostructures, (d) an unusual photonic crystal structure observed in the neck feathers of mallard drakes is investigated and imitated, (e) a series of all-polymer core-shell nanowires to function as novel light-trapping platforms and sensors are engineered and (f) the generation of supercontinuum light in well-ordered arrays of As2Se3 nanowires is reported.
Collections