TEORI KUANTUM INTERAKSI ANTARA FOTON YANG TERPOLARISASI-P DAN SURFACE PLASMON (SP) PADA PERMUKAAN METAL-DIELEKTRIK

ANGGRAENI KUMALA D, Prof. Kamsul Abraha; Dr. Moh. Adhib Ulil Absor, M. Sc.

2018 | Tesis | MAGISTER FISIKA

Telah dilakukan kajian teoritik dengan pendekatan kuantum untuk mengetahui interaksi antara foton yang terpolarisasi-P dan Surface Plasmon (SP) pada permukaan metal-dielektrik. Penelitian ini menunjukkan bahwa interaksi yang terjadi memiliki keterkaitan dan dapat direferensikan dengan interaksi cahaya dan material, yang mana dijelaskan menggunakan teori Quantum Electrodynamics (QED) dan didasarkan pada relasi dispersi Kramers-Heisenberg. Dari Hamiltonian relasi dispersi Kramers-Heisenberg yang berbentuk multipolar diperoleh penjelasan mekanisme interaksi antara cahaya dan material. Selanjutnya, dapat diketahui probabilitas transisi atau penampang lintang (coss-section) untuk masing-masing mekanisme yang muncul. Mekanisme yang muncul adalah hamburan Kramers-Heisenberg, spontaneous emission, absorption, dan stimulated emission. Hasil penelitian ini menegaskan bahwa interaksi antara foton yang terpolarisasi-P dan Surface Plasmon (SP) pada permukaan metal-dielektrik dapat dijelaskan menggunakan teori QED sehingga menambah pengetahuan dibidang pengembangan teori kuantum untuk fenomena plasmonik atau SP.

A theoretical study based on the quantum approach has been conducted to see the interaction between P-polarized photon and Surface Plasmon (SP) on metal-dielectric surface. This research shows that those interactions are related and accord with the interaction of light and matter, which is explained using the theory of Quantum Electrodynamics (QED) and is based on the Kramers-Heisenberg dispersion relation. From the Hamiltonian multipolar Kramers-Heisenberg dispersion relation it was obtained an explanation of the interaction mechanism between light and material. Furthermore, it can be known the transition probability or cross-section for each mechanism that appears. The mechanisms that emerge are Kramers-Heisenberg scattering, spontaneous emission, absorption, and stimulated emission. The results of this study confirm that the interaction between P-polarized photons and Surface Plasmon (SP) on the metal-dielectric surface can be explained using the QED theory so as to contribute to the of quantum theory development for plasmonic phenomena or SP.

Kata Kunci : Kramers-Heisenberg, Relasi Disepersi, Surface Plasmon (SP), Teori Quantum Electrodynamics (QED), Penampang Lintang, Probabilitas Transisi.