dc.creator.ID |
RODRIGUES, E. P. |
pt_BR |
dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/3421956160502246 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
LIMA, Antonio Marcus Nogueira. |
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dc.contributor.advisor1ID |
LIMA, A. M. N. |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/2237395961717699 |
pt_BR |
dc.contributor.referee1 |
MORAIS, Marcos Ricardo Alcântara. |
|
dc.contributor.referee1ID |
MORAIS, M. R. A. |
pt_BR |
dc.contributor.referee2 |
ROCHA NETO, José Sérgio da. |
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dc.contributor.referee2ID |
ROCHA NETO, J. S. |
pt_BR |
dc.contributor.referee3 |
NEFF, Franz Helmut. |
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dc.contributor.referee3ID |
NEFF, F. H. |
pt_BR |
dc.description.resumo |
Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um sistema sensor utilizando o fenômeno
da ressonância de plásmons de superfície na grade periódica. Com a finalidade de avaliar
a influência da geometria da interface na sensibilidade do sensor, é realizado um estudo teórico e
prático para calcular a curva de ressonância na interface periódica. O sistema sensor é projetado
a partir da construção de um dispositivo optoeletrônico, cuja caracterização em uma estrutura
multicamada permite que seja utilizado para excitar os plásmons de superfície. O dispositivo
possui uma região de sensoriamento composta por uma grade periódica com perfil dente de
serra com bordas arredondadas. A análise da geometria dessa estrutura foi realizada através
de um estudo teórico, que serviu como ponto de partida na abordagem matemática e formulação
do problema. A solução foi avaliada a partir de uma ferramenta computacional comercial,
que utiliza o método dos elementos finitos para resolver as equações envolvidas considerando
todas as condições adotadas, cujos resultados foram validados através de experimentos. Para
realização desses experimentos, foram confeccionados três dispositivos distintos, utilizando o
processo de deposição metálica. Os metais ouro (Au), prata (Ag) e cobre (Cu) foram depositados
em camadas de escala nanométrica formando um filme fino de metal sobre a grade.
Simulações e testes experimentais foram realizados abordando cada dispositivo construído sob
as mesmas condições. Dois tipos de estudos foram realizados a partir da incidência do feixe de
luz: o primeiro variando o ângulo de incidência e o segundo, o comprimento de onda da luz.
Em ambos os métodos, a luz teve sua incidência direta na grade metálica objetivando alcançar
uma maior sensibilidade do dispositivo. Os resultados obtidos por simulações e experimentos,
a partir da luz refletida pela grade periódica na ordem zero, foram apresentados como modelos
de curva, cujos eixos: refletividade × comprimento de onda e refletividade × ângulo de incidência,
demonstraram a queda da refletividade para uma determinada faixa de comprimento de
onda, ou ângulo de ressonância. Aplicações do sistema sensor proposto neste trabalho foram
vislumbradas para detecção de gases, mais expecificamente vapor de água condensado, sendo
analisada sua eficiência e sensibilidade na detecção deste composto. |
pt_BR |
dc.publisher.country |
Brasil |
pt_BR |
dc.publisher.department |
Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI |
pt_BR |
dc.publisher.program |
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA |
pt_BR |
dc.publisher.initials |
UFCG |
pt_BR |
dc.subject.cnpq |
Engenharia Elétrica. |
pt_BR |
dc.title |
Modelagem e caracterização de um dispositivo optoeletrônico baseado no fenômeno de ressonância de plásmons de superfície operando no modo de grade. |
pt_BR |
dc.date.issued |
2017-06-29 |
|
dc.description.abstract |
In this work the development of a sensor system using the surface plasmons resonance phenomenon
in the periodic grating is presented. In order to evaluate the influence of interface
geometry on sensor sensitivity, a theoretical and practical study is performed to calculate the
resonance curve at the periodic interface. The sensor system is designed from the construction
of an optoelectronic device whose characterization in a multilayer structure allows it to be used
to excite the surface plasmons. The device has a sensing region composed of a periodic grating
with sawtooth profile with rounded edges. The analysis of the geometry of this structure
was carried out through a theoretical study, which served as starting point in the mathematical
approach and formulation of the problem. The solution was evaluated from a commercial
computational tool, which uses the finite element method to solve the equations involved considering
all the conditions adopted, whose results were validated through experiments. For the
accomplishment of these experiments, three distinct devices were made, using the metal deposition
process. The metals gold (Au), silver (Ag) and copper (Cu) were deposited in layers
of nanometer scale forming a thin film of metal on the grating. Simulations and experimental
tests were performed on each device built under the same conditions. Two types of studies were
carried out from the incidence of light beam: the first varying the angle of incidence and the second,
the wavelength of light. In both methods, the light had its direct incidence in the metallic
grating aiming to reach a improve the sensitivity of the device. The results obtained by simulations
and experiments, from light reflected by the periodic grating in order zero, were presented
as curve models, whose axes: reflectivity times wavelength and reflectivity times incidence
angle, demonstrated the reflectivity drop for a given wavelength range, or resonance angle. Applications
of the sensor system proposed in this work were glimpsed for the detection of gases,
more specifically condensed water vapor, being analyzed their efficiency and sensitivity in the
detection of this compound. |
pt_BR |
dc.identifier.uri |
http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/20175 |
|
dc.date.accessioned |
2021-07-21T21:29:31Z |
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dc.date.available |
2021-07-21 |
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dc.date.available |
2021-07-21T21:29:31Z |
|
dc.type |
Dissertação |
pt_BR |
dc.subject |
Grade periódica |
pt_BR |
dc.subject |
Ressonância de plásmons de superfície |
pt_BR |
dc.subject |
Sensor |
pt_BR |
dc.subject |
Modelagem de dispositivo optoeletrônico |
pt_BR |
dc.subject |
Teoria eletromagnética |
pt_BR |
dc.subject |
Modelagem matemática |
pt_BR |
dc.subject |
Simulação de grade metálica |
pt_BR |
dc.subject |
Sistema sensor |
pt_BR |
dc.subject |
Periodic grid |
pt_BR |
dc.subject |
Surface plasmon resonance |
pt_BR |
dc.subject |
Sensor |
pt_BR |
dc.subject |
Optoelectronic Device Modeling |
pt_BR |
dc.subject |
Electromagnetic theory |
pt_BR |
dc.subject |
Mathematical Modeling |
pt_BR |
dc.subject |
Metal grid simulation |
pt_BR |
dc.subject |
Sensor system |
pt_BR |
dc.rights |
Acesso Aberto |
pt_BR |
dc.creator |
RODRIGUES, Eloise dos Passos. |
|
dc.publisher |
Universidade Federal de Campina Grande |
pt_BR |
dc.language |
por |
pt_BR |
dc.title.alternative |
Modeling and characterization of an optoelectronic device based on the surface plasmon resonance phenomenon operating in grid mode. |
pt_BR |
dc.identifier.citation |
RODRIGUES, Eloise dos Passos. Modelagem e caracterização de um dispositivo optoeletrônico baseado no fenômeno de ressonância de plásmons de superfície operando no modo de grade. 2017. 91f. (Dissertação de Mestrado) Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2017. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/20175 |
pt_BR |