The Faculty of Physics organizes, from 23 to 26 July, the course 'Graphene plasmonics', included in the training activities' programme for Master and PhD students. Mauro Cuevas, researcher at the 'Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas' of Argentina, will be the teacher in charge of this course.
Curso de Master y Doctorado.
Título: Plasmónica del Grafeno
Fechas: 23, 24, 25 y 26 de julio
Aula: 4207, 2a planta del bloque D, Facultad de Física
Organizado por: Facultad de Física, UV
Impartido por: Mauro Cuevas, investigador adjunto del 'Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas' de Argentina.
Para inscribirse en el curso o recibir más información, enviar un mensaje a: carlos.zapata@uv.es
Horario:
- Sesión 1 a 4 (teóricas): 23 a 26 de julio, de 10 a 12h
- Sesión 5 (práctica): 26 de julio, de 16 a 18h
Las sesiones son independientes y se puede asistir a aquellas que puedan interesar.
PROGRAMA:
- Plasmónica del grafeno. Presentación (Teórica)
- Propiedades ópticas del grafeno
- Conductividad del grafeno, transiciones intrabanda e interbanda
- Plasmones de superficie propagativos sobre una hoja de grafeno: polarización, confinamiento y longitud de propagación.
- Plasmones grafénicos vs plasmones metálicos
- Teoría sobre los métodos experimentales de excitación de plasmones grafénicos: método de reflexión total atenuada (ATR), método de red (gratings), defecto superficial localizado
- Tecnologías de fabricación (método CVD). Aplicaciones
- Guías de grafeno (Teórica)
- Guía plana de grafeno. Modos de polarización. Modos simétrico y antisimétrico asociados a una guía simétrica. Características de propagación
- Voltaje de compuerta. Sintonización.
- Guía plana de grafeno no simétrica
- Guía de grafeno multicapa
- Guía cilíndrica de grafeno. Modos plasmónicos: transverso eléctrico, tansverso magnéticos e híbrido
- Aplicaciones
- Plasmones de superficie localizados (Teórica)
- Problema de sacttering
- Potencia dispersada y absorbida
- Problema de modos y conección entre plasmones localizados y propagantes
- Partículas 2D de sección arbitraria
- Excitación de plasmones grafénicos mediante nanoemisores de luz (puntos e hilos cuánticos) (Teórica)
- Una hoja plana de grafeno: descomposición en modos de polarización. Estudio de la emisión espontánea y de la transferencia de energía
- Guía de grafeno. Influencia de los modos plasmónicos en las características de emisión espontánea de una molécula. Intensificación de la transferencia de energía
- Estructuras cilíndricas de sección circular y de sección arbitraria
- Micro antenas de grafeno. Fuentes moleculares
- Resolución de problemas. Tutoría
- Excitación de plasmones grafénicos mediante el método de reflexión total atenuada (ATR), método de red (gratings) y defecto superficial localizado
- Modos plasmónicos en guías planas y cilíndricas
- Problema homogéneo (sin fuente externa o de modos) y no homogéneo (con fuente externa) para el problema de scattering de una partícula cubierta de grafeno
- Excitación de plasmónes grafénicos mediante nanoemisores de luz. Emisión espontánea y transferencia de energía electromagnética
RESUMEN:
Uno de los desafíos actuales de la óptica es poder controlar la luz en volúmenes de dimensiones mucho menores que la longitud de onda. La ruta para lograr este objetivo es la excitación de plasmones de superficie. Debido tanto a sus propiedades fundamentales como a sus potenciales aplicaciones, el estudio de los plasmones superficiales ha sido un tópico de continuo crecimiento y ha dado lugar a la aparición de una nueva rama de investigación dentro de la Óptica Electromagnética que se conoce como Plasmónica.
Los metales nobles como la plata o el oro han sido hasta el momento los materiales plasmónicos más usados en numerosas aplicaciones. Debido a la imposibilidad de controlar la densidad electrónica de los metales nobles, los plasmones metálicos tienen aplicación básicamente en el rango visible del espectro electromagnético. Esto ha motivado el estudio de nuevos materiales, con la posibilidad de generalizar a otros rangos de frecuencia muchos dispositivos basados en la excitación de plasmones superficiales.
Uno de los materiales plasmónicos que ha despertado un gran interés en la comunidad científica es el grafeno. La gran ventaja de este material es que su densidad de carga puede alterarse mediante la aplicación de un campo eléctrico estático o mediante dopaje químico. Mientras este tipo de control es el corazón de la electrónica moderna, este procedimiento conduce a importantes cambios en las propiedades ópticas del grafeno. De esta manera, la frecuencia de los plasmones de superficie sobre grafeno (plasmones grafénicos) puede ser sintonizada y controlada en tiempo real mediante un campo eléctrico o magnético externo, lo que constituye una gran virtud de los plasmones grafénicos.
En este curso se presentarán las propiedades sobresalientes del grafeno y los avances más recientes en el ámbito que vincula a este material con la Plasmónica. El objetivo principal es brindar un conjunto de herramientas necesarias para que el participante en el curso pueda explorar en profundidad las virtudes del grafeno como nuevo material plasmónico. Con este fin, en cada uno de los temas desarrollados se presentará una lista de problemas teóricos y el participante podrá elegir resolver aquellos problemas que más le interese. Dado que la solución de algunos problemas requiere un tratamiento numérico, se proveerá el código correspondiente escrito por el docente. Se tendrá en cuenta el interés de los participartes para la profundidad de los temas desarrollados.
