Dirk Schumacher, Dissertation, Fachbereich Physik der Universität Hamburg, 1998 :

" Oberflächenplasmon-Polaritonen auf mikrostrukturierten Supraleitern"


Schlagwörter: Oberflächenplasmonen, kollektive Anregungen, Supraleitung, YBa2Cu3O7, Nb
Summary

Kurzfassung

In dieser Arbeit werden Oberflaechenplasmon-Polaritonen auf mikrostrukturierten Supraleitern untersucht. Der Gitterkoppler-Effekt periodisch modulierter Oberflaechen erlaubt die Ankopplung von Licht an Oberflaechenplasmonen. Mit Ferninfrarot-Fourierspektroskopie werden YBa2Cu3O7-Proben in temperaturabhaengigen Reflexionsmessungen und Niob-Filme in Transmissionsmessungen untersucht. An den YBa2Cu3O7-Proben kann dabei die Anregung von " below-gap " Oberflaechenplasmonen beobachtet werden. Im normalleitenden Zustand aendern diese Resonanzen ihren Charakter und gehen in Sommerfeld-Zenneck-Wellen über. In Modellrechnungen werden die Einflüsse von Daempfung, Gitterprofil und dielektrischer Deckschicht untersucht. Modellrechnungen für Filme des konventionellen Supraleiters Niob zeigen sehr scharfe Oberflaechenplasmon-Resonanzen. Die experimentellen Ergebnisse deuten ebenfalls auf die Ankopplung an Oberflaechenplasmonen hin, die aus meßtechnischen Gründen aber nur wenig ausgepraegt ist.

Titel

Kurzfassung

Summary

: Surface plasmon polaritons on microstructured superconductors are investigated. The grating coupler effect of a periodically modulated surface allows coupling of light to surface plasmons. Temperature-dependent reflection measurements of YBa2Cu3O7 samples are performed using far-infrared Fourier spectroscopy. YBa2Cu3O7 samples exhibit the excitation of below-gap surface plasmons. These resonances change their behavior in the normal state and become Sommerfeld-Zenneck waves. Calculations on the influence of damping, grating profile, and a dielectric cap-layer are also presented. Calculations for the case of the conventional superconductor niobium predict very sharp resonances. Experimental results indicate the coupling to surface plasmons, as well. However, it is not strongly developed for technical reasons.