ABSTRAK
Kemampuan plasmon yang dapat mengurung cahaya pada dimensi nano telah men-dorong pengembangan riset plasmonik dalam beberapa dekade terakhir ini. Akantetapi, material plasmonik berbasis metal yang ada saat ini masih memiliki nilailosstinggi pada frekuensi optik. Hal ini memotivasi pengembangan material alternatifselain metal untuk plasmonik. Penelitian terbaru yang dilakukan pada tahun 2017menunjukkan bahwa lapisan tipis insulator dari SrNbO3+xyang disintesis dalamtekanan gas oksigen yang tinggi dapat memunculkan beberapa plasmon terkorelasidengan nilailossyang kecil pada daerah cahaya tampak-ultraviolet. Fenomenaini muncul karena adanya pengurungan elektron oleh bidang oksigen tambahanpada lapisan tipis SrNbO3+xtersebut. Pada studi ini, kami memodelkan fenomenatersebut menggunakan model Hubbard satu dimensi termodifikasi dengan jumlahsiteyang terbatas. Metode diagonalisasi eksak digunakan untuk mencari nilai danvektor eigen yang kemudian dipakai untuk menghitung fungsi Green dalam repre-sentasi Lehmann pada koordinat site dan spin. Fungsi Green tersebut digunakanuntuk menghitung konduktivitas optik menggunakan formula Kubo dalam teorirespon linear. Perhitungan dilakukan dengan memvariasikan beberapa parameteryang terkait dengan sukuhopping, repulsi Coulombon-site, repulsi Coulombinter-site, jumlah elektron, jumlahsite, serta melihat efek modifikasi suku energion-sitedan repulsi Coulombinter-sitepada Hamiltonian Hubbard. Terkait hasilyang diperoleh, kami mendiskusikan transisi dari plasmon konvensional menjadiplasmon terkorelasi serta membandingkannya dengan data eksperimen dan modelklasik yang ada.
ABSTRACT
The ability of plasmons to confine light into tiny spatial dimensions has encouragedthe development of plasmonic research in the last few decades. However, theexisting plasmonic materials still suffer from large loss at optical frequencieswhich results in energy dissipation of the collective electrons motion. The searchfor low loss materials is generally done on metals with high free electron density.With regard to this issue, recent research conducted in 2017 has shown thatinsulating SrNbO3+xfilm grown under high oxygen pressure can give rise toseveral correlated plasmons with low loss in visible-ultraviolet range, that cannotbe achieved by metals. This phenomenon arises from the confinement of electronsby additional oxygen planes in the thin film of SrNbO3+x. In this study, wemodel the phenomenon using one-dimensional modified Hubbard model with finitenumber of sites. Exact diagonalization method is used to find the eigenvaluesand eigenvectors which are then utilized to calculate the Green function withLehmann representation in site-spin coordinates. The Green function is used tocalculate optical properties using the Kubo formula in linear response theory. Thecalculation is done by varying a number of parameters related to the hoppingterm, Coulomb on-site and inter-site repulsion term, electrons filling, numberof sites, and by modifying the on-site energy and inter-site coulomb repulsionterm in Hubbard Hamiltonian. From the results, we discuss the transition fromconventional plasmons to correlated plasmons, and compare them with existingexperimental data and classical models. |
S-Pdf-Wilwin.pdf :: Unduh