Francesco CHIADINI | Progetti

ONDE ELETTROMAGNETICHE SUPERFICIALI GUIDATE DALL'INTERFACCIA TRA MEZZI COMPOSITI

Le onde elettromagnetiche superficiali sono onde che si propagano lungo un'interfaccia piana tra un dielettrico e un un metallo o un altro dielettrico caratterizzate da un campo che decade esponenzialmente in entrambe i mezzi. Le onde elettromagnetiche superficiali possono avere attenuazione molto piccola lungo la direzione di propagazione (nel piano dell'interfaccia) e attenuazione elevata lungo la direzione ad essa ortogonale (normale all'interfaccia). Grazie a tali caratteristiche il campo è essenzialmente confinato all'interfaccia tra i due mezzi materiali e l'onda è in grado di propagarsi per distanze considerevoli lungo l'interfaccia. In particolari condizioni, le onde elettromagnetiche superficiali possono avere bassa attenuazione anche lungo la direzione ortogonale all'interfaccia. In tale caso il campo nel dielettrico si estende per distanze considerevoli lungo tale direzione ed è quindi particolarmente sensibile alle sue caratteristiche elettromagnetiche (permittività). Tale comportamento rende tali onde particolarmente interessante per il sensing di grandezze chimiche e fisiche in grado di modificare la permittività del dielettrico.La ricerca proposta riguarda l'analisi di onde elettromagnetiche superficiali guidate da strutture composite. Si considereranno materiali dielettrici e/o metalli diversi e strutture con diversa stratificazione dei materiali al fine di individuare le condizioni ottimali ai fini di un'applicazione in ambito sensoristico. In particolare, si analizzeranno strutture con mezzi compositi tali da avere una interfaccia che offra la possibilità di eccitare onde elettromagnetiche superficiali con particolari caratteristiche tipiche di due (o più) onde elettromagnetiche superficiali. In particolare, si implementerà e risolverà un “Boundary-Value Problem” (BVP) che prevede la risoluzione di una equazione differenziale del primo ordine che consentirà di ricavare una equazione di dispersione che, se risolta, fornirà le costanti di propagazione dell’onda elettromagnetica superficiale e le relative distribuzioni del campo elettrico e magnetico. Le strutture analizzate potranno essere realizzate usando tecniche impiegate abitualmente per fabbricare film sottili, multistrati, strutture dielettriche nano-ingegnerizzate e cristalli liquidi.