Near-field optical spectroscopy on photonic metamaterials [Elektronische Ressource] / von Daniela Elisabeth Dießel

Near-field Optical Spectroscopyon Photonic MetamaterialsZur Erlangung des akademischen Grades einesDoktors der Naturwissenschaftender Fakult¨at fu¨r Physik des Karlsruher Instituts fu¨r TechnologiegenehmigteDissertationvonDipl.-Phys. Daniela Elisabeth Dießelaus Osnabru¨ckTag der mundlic¨ hen Prufung:¨ 4. Februar 2011Referent: Prof. Dr. Martin WegenerKorreferent: Prof. Dr. Kurt BuschContents1 Introduction 12 Fundamentals 52.1 Electrodynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.1.1 Maxwell’s equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.1.2 Material parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.1.3 Electromagnetic waves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.1.4 Drude model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.2 Metamaterials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.2.1 Split-ring resonators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.2.2 Double-wires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.2.3 Fishnet structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.2.4 Magnetic interactions between artificial atoms . . . . . . . . . . 172.3 Calculation tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182.3.1 Finite-integration technique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192.3.2 Scattering-Matrix Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202.4 Near-field microscopy . . . . .