برهم کنش پلاسمون - اکسیتون در یک لایۀ نازک ستونی دی الکتریک با یک نقص ساختاری لایۀ نازک اکسیتونی

در این پژوهش، جفت شدگی پلاریتون - پلاسمون سطحی و پلاریتون - اکسیتون سطحی در یک ساختار چند لایه‌ای از محیط فلزی و لایه‌های نازک ستونی دی الکتریک با حائل اکسیتونی در پیکربندی کریشمن با استفاده از روش ماتریس انتقال به طور نظری تحقیق شد. تاثیر پارامترهای ساختاری از قبیل طول ستون‌های لایه‌های نازک ستونی و زاویه‌‌ رشد آنها، ضریب شکست منشور ، کسر حجمی هوا در لایه‌ها‌ی نازک ستونی و ضخامت محیط اکسیتونی روی جفت شدگی مطالعه شد. نتایج نشان داد که با کاهش طول ستون های محیط دی الکتریک و ضریب شکست منشور، جفت شدگی قوی‌تر می‌شود. با کاهش کسر حجمی هوا در لایه‌ نازک ستونی، همزمان با افزایش ضخامت محیط اکسیتونی نیز جفت شدگی قوی‌تر می‌شود و جفت شدگی فوق قوی در 0/2=fv به دست آمد. طیف انرژی شاخه‌های پلکسیتونی برحسب بسامد واکوکی نشان‌دهنده‌ رفتار غیر متقاطع مدهای پلکسیتونی است که قدرت جفت شدگی مدها از ناحیه‌ متوسط تا فوق قوی را شامل می‌شود‏.

Interaction of plasmon-exciton in a columnar dielectric thin film with a structural defect excitonic thin film

In this research, the coupling of surface plasmon polariton and surface exciton polariton in a multilayer structure of metallic medium and columnar dielectric thin film with excitonic spacer in Kretschmann configuration theoretically is investigated; using transfer matrix method. The effect of structural parameters such as the length of columns of columnar thin film and the rise angle of them, the refractive index of prism, the void fractions of columnar thin film and the thickness of excitonic medium on coupling are studied. The results showed that the coupling becomes strength by decreasing the length of columns of dialectic medium and refractive index of prism. Also, by reducing the volume fraction of air in columnar thin film, the coupling becomes stronger as the thickness of the excitonic medium increases and the ultra strong coupling was obtained at fv=0.2. The energy spectrum of plexciton branches in terms of detuning frequency indicates the anti crossover behavior of plexciton modes, which includes the coupling strength of the modes from the medium to ultra strong region.