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Energia interna e espalhamento de ondas eletromagnéticas por esferas ou clilindros: ressonâncias de Fano e suas aplicações a metamateriais

Texto completo
Autor(es):
Tiago José Arruda
Número total de Autores: 1
Tipo de documento: Tese de Doutorado
Imprenta: Ribeirão Preto.
Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (PCARP/BC)
Data de defesa:
Membros da banca:
Alexandre Souto Martinez; Celso Jorge Villas Bôas; Miled Hassan Youssef Moussa; Reginaldo de Jesus Napolitano; Felipe Arruda de Araujo Pinheiro
Orientador: Alexandre Souto Martinez; Felipe Arruda de Araujo Pinheiro
Resumo

O espalhamento de ondas eletromagnéticas por partículas isoladas, com propriedades ópticas e formatos arbitrários, encontra aplicações nas mais diversas áreas do conhecimento. Usualmente, o espalhamento eletromagnético é investigado via grandezas auferidas na região de campo distante. Para partículas inomogêneas, no entanto, as ressonâncias nas seções de choque de espalhamento podem não corresponder a um aumento de intensidade do campo eletromagnético nas vizinhanças imediatas da partícula (região de campo próximo). Esse efeito pode ser induzido em nanopartículas dielétricas com revestimentos plasmônicos e foi recentemente explicado em termos da ressonância de Fano. Essa ressonância resulta da interferência entre um modo eletromagnético não ressonante (processo de fundo) e um modo discreto ressonante (ressonância de plásmon), produzindo um formato assimétrico de linha espectral. Para o entendimento de como os modos de superfície no campo próximo acoplam-se às ressonâncias nas seções de choque, é necessário o cálculo de funcionais dos campos eletromagnéticos internos às partículas ou em suas vizinhanças imediatas. Neste estudo, calculamos a energia eletromagnética no interior de centros espalhadores nas geometrias esférica e cilíndrica. Fazemos aqui o vínculo dos campos internos às grandezas de espalhamento no campo distante via seção de choque de absorção e conservação de energia. Aplicamos nossos resultados a metamateriais dispersivos, estudando as propriedades do espalhamento por esferas revestidas e por esferas quirais, no regime de refração negativa, e por cilindros revestidos sob incidência oblíqua de radiação. Mediante a energia interna às partículas, demonstramos novos efeitos de aumento de intensidade de campo interno fora da ressonância de espalhamento e fornecemos resultados analíticos para a análise dessas ressonâncias, tanto em espalhamento simples quanto múltiplo. (AU)

Processo FAPESP: 10/10052-0 - Energia interna e espalhamento de ondas eletromagnéticas por esferas ou cilindros: ressonâncias de Fano e suas aplicações a metamateriais
Beneficiário:Tiago José Arruda
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado