Scattering and absorption in nano- and microstructured media

Abstract

When electromagnetic radiation interacts with objects of the same wavelength as the radiation, the objects can act as resonators and strong scattering effects appear. The goal of this PhD project has been to understand better scattering effects and resonances in small particles and their relation to absorption properties. The thesis considers two application areas, namely (i) absorption efficiency of optically thin solar cells and (ii) absorption spectra from infrared microspectrocopy of biological cells and tissues. These two application areas consider two different wavelength regions, the visible light and the infrared radiation. However, since the illuminated objects are of the same size as the wavelengths for both applications, similar phenomena are present and the same approaches can be used to obtain a better understanding of the underlying mechanisms.

Når elektromagnetisk stråling interagerer med objekter som har samme størrelse som strålingens bølgelengde, kan objektene fungere som resonatorer og sterke spredningseffekter kan oppstå. Målet med dette doktorgradsprosjektet har vært å forstå spredningseffekter og resonanser i små partikler og hvordan de påvirker absorpsjonsegenskaper. Oppgaven tar for seg to bruksområder: (i) absorpsjon av lys i optisk tynne solceller og (ii) absorpsjon av infrarød stråling i mikrospektroskopi av biologiske celler og vev. Disse to bruksområdene betrakter to ulike bølgelengdeområder, synlig lys og infrarød stråling. Siden objektene har samme størrelse som bølgelengdene for begge bruksområdene, er lignende fenomener til stede og de samme tilnærmingene kan brukes for å få en bedre forståelse av de underliggende mekanismene.