Integración de resonadores de anillo recortado metálicos en guías de silicio

Abstract

The Split Ring Resonator (SRR) is a basic element in nanophotonics since it allows to obtain negative magnetic permeabilities at optical frequencies. In this way, metamaterials can be obtained from SRR arrays with responses such as negative refraction or invisibility that are not possible with natural means. However, SRRs also have very interesting properties when they are isolated. In fact, they can function as magnetic nanoantennas or be used for biosensing. However, because of their small dimensions (surface <0.1 um2) they are very difficult to characterize when they are isolated. In this TFM it is proposed to integrate an SRR into a silicon waveguide so that it can be excited and measured individually. Using the CST Microwave Studio software, the SRR will be designed to resonate at telecom wavelengths and efficiently integrate into a gap created in a silicon guide. Its benefits will be analyzed as magnetic nanoantena. Finally, the structure designed in the clean room of the Nanophotonics Technology Center of the UPV will be manufactured and will be experimentally characterized in the laboratory. The results of the TFM will be an advance in the field of nanophotonics in general, and in photonic metamaterials in particular.

El resonador metálico de anillo recortado (SRR, de Split Ring Resonator) es un elemento básico en nanofotónica dado que permite conseguir permeabilidades magnéticas negativas a frecuencias ópticas. De esta forma, a partir de arrays de SRRs se pueden conseguir metamateriales con respuestas como refracción negativa o invisibilidad que no son posibles con medios naturales. Sin embargo, los SRRs también tienen propiedades muy interesantes cuando están aislados. De hecho, pueden funcionar como nanoantenas magnéticas o ser usados para biosensado. Sin embargo, por sus dimensiones (superficie < 0.1 um2) son muy difíciles de caracterizar cuando están aislados. En este TFM se propone integrar un SRR en una guía de silicio de forma que pueda ser excitado y medido de forma individual. Se diseñará ¿ usando el software CST Microwave Studio - el SRR para que resuene a longitudes de onda de telecomunicaciones y se integrará eficientemente en un gap creado en una guía de silicio. Se analizarán sus prestaciones como nanoantena magnética. Finalmente, se fabricará la estructura diseñada en la sala limpia del Centro de Tecnología Nanofotónica de la UPV y se caracterizará experimentalmente en el laboratorio. Los resultados de la TFM supondrán un avance en el campo de la nanofotónica en general, y de los metamateriales fotónicas en particular.