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Estudo comparativo de diversas nanoantenas óticas e sua integração em biossensores
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Authors
Abstract(s)
A área da nanotecnologia tem uma vasta amplitude e aplicação. Esta tem como base sistemas nanométricos
com propriedades muito caraterísticas, podendo ser estas aplicadas, por exemplo, à segurança, saúde,
desenvolvimento de armamento e comunicações.
O objetivo principal deste trabalho consiste num estudo comparativo de uma nanoantena de tipologia
Bowtie para operar com um biossensor e compará-la com outras tipologias já estudadas através da simulação,
projeto e modelação deste mesmo biossensor baseado na tipologia referida.
Neste trabalho foi realizado um estado da arte acerca de biossensores, nanoantenas óticas, propriedades
óticas, agregados de duas antenas e transmissão ótica extraordinária, estudo teórico sobre comportamento dos
metais em frequências óticas com respetiva explicação dos modelos de Drude-Lorentz, Brendel-Bormann e Rakic
e a propagação de plasmões superficiais numa interface dielétrico-metal. De seguida comparam-se as teorias de
difração clássicas de fendas maiores que o comprimento de onda (Fraunhofer, Fresnel e Kirchhoff) e as teorias de
fendas menores que o comprimento de onda (Bethe e Bouwkamp). Foi definida a metodologia a seguir para a
realização do trabalho, onde se define as diferentes camadas da pele e alguns parâmetros a analisar quando do
dimensionamento do biossensor. Foi dimensionada uma nanoantena ótica Bowtie de forma a analisar o seu
comportamento em regimes óticos e compará-los com a teoria já existente. Este dimensionamento também serviu
para verificar a importância da componente real e imaginária da permitividade elétrica.
Em relação aos resultados obtidos, conseguiu-se obter transmissão ótica extraordinária na maioria das
estruturas, destacando-se as seguintes: estrutura composta por dielétrico-nanoestrutura-substrato, onde a
subestrutura da nanoantena é composta por metal (alumínio) e envolvente de dióxido de silício; estrutura composta
por dielétrico-nanoantena-substrato, da qual a subestrutura da nanoantena é composta por dióxido de silício e uma
placa de metal por baixo das nanoantenas Bowtie; estrutura com características iguais á primeira mas com o
acréscimo de mais dois andares de nanoantenas fazendo um agregado 3x3x3.
Description
Keywords
Biossensores Nanoantenas Óticas, Transmissão Ótica Extraordinária Difração