Modelling of Integrated Mid-Infrared Emitters and Absorbers based on Tamm Plasmon-Polaritons

Das Ziel dieser Arbeit war sogenannte Tamm Plasmon-Polariton (TP) Strukuturen im Zusammenhang mit Absorptionssensorik von Gasen im mittleren Infrarot zu modellieren. Diese Strukturen wurden spezifisch als thermische Emitter konzipiert, welche maßgeschneiderte spektrale Eigenschaften für diese Anwendung aufweisen. Diese Art von Metamaterialien ermöglichen eine selektive Resonanzerhöhung des elektrischen Feldes bei einer bestimmten Resonanzwellenlänge, was in weiterer Folge zu effizienten schmalbandigen Emissions- und Absorptionseigenschaften führt. Diese Eigenschaften sind essentiell für eine Maximierung der Sensitivität von minituarisierten Absorptionssensoren, welche alle optischen Komponenten vollständig mittels Halbleitertechnologien auf einem Chip integrieren und mittels der charakteristischen Absorptionslinien im mittlerem Infrarot ('Fingerabdruck-Region') die jeweiligen Gase detektieren.