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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/65442

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dc.contributor.advisorMARTINS FILHO, Joaquim Ferreira-
dc.contributor.authorFERNANDES, Gabriel de Freitas-
dc.date.accessioned2025-08-26T12:36:47Z-
dc.date.available2025-08-26T12:36:47Z-
dc.date.issued2025-07-25-
dc.identifier.citationFERNANDES, Gabriel de Freitas. Theory and Engineering Techniques in Metal Hydride Plasmonics for Hydrogen Sensing. 2025. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/65442-
dc.description.abstractThis thesis proposes three techniques in metal hydride plasmonics for instru- mentation and sensing applications, all of them are investigated and simulated by computation. First, the Harmonic Minimization Method is introduced, along with an optimization strategy for plasmonic sensors based on diffraction gratings. This approach connects low-complexity formalisms with grating profiles that are more amenable to fabrication using widely adopted methods, achieving an average com- putation time of only 8 seconds. Next, the Tunable Diode Laser Plasmonic Grating Spectroscopy (TDLPGS) technique is presented, proposing a system architecture for portable plasmonic instrumentation suited for hydrogen sensing. This method leverages variable grating periodicity under hydrogen loading, and the effects of optical and mechanical variations on the metal hydride’s plasmonic properties are thoroughly analyzed. Harmonic detection routines are applied to the reflectance sig- nal to enhance measurement precision. Finally, an Oxide/Metal/Hydride structure is proposed for integration with D-shaped optical fibers to develop hydrogen sensing devices. The influence of each layer’s thickness is investigated, and an optimization routine is suggested to maximize sensitivity under specific fabrication constraints. The device performance is acessed through a series of computational experiments.pt_BR
dc.language.isoengpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Pernambucopt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/pt_BR
dc.subjectPlasmônicapt_BR
dc.subjectSensores ópticospt_BR
dc.subjectHidretos Metálicospt_BR
dc.subjectGrades de difraçãopt_BR
dc.subjectEspectroscopiapt_BR
dc.subjectFibra ópticapt_BR
dc.titleTheory and Engineering Techniques in Metal Hydride Plasmonics for Hydrogen Sensingpt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR
dc.contributor.advisor-coLLAMAS-GARRO, Ignacio-
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5546676289075606pt_BR
dc.publisher.initialsUFPEpt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.degree.leveldoutoradopt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pos Graduacao em Engenharia Eletricapt_BR
dc.description.abstractxEsta tese prop ̃oe trˆes t ́ecnicas em plasmˆonica de hidretos met ́alicos para aplica ̧c ̃oes em instrumenta ̧c ̃ao e sensoriamento, todas essas t ́ecnicas s ̃ao investigadas e simu- ladas computacionalmente. Primeiramente, ́e introduzido o M ́etodo de Minimiza ̧c ̃ao de Harmˆonicos, juntamente com uma estrat ́egia de otimiza ̧c ̃ao para sensores plasmˆo- nicos baseados em grades de difra ̧c ̃ao. Essa abordagem conecta formalismos de baixa complexidade a perfis de grade mais adequados para fabrica ̧c ̃ao por m ́etodos amplamente adotados, com um tempo m ́edio de computa ̧c ̃ao de apenas 8 segun- dos. Em seguida, ́e apresentada a t ́ecnica de Espectroscopia por Grade de Difra ̧c ̃ao Plasmˆonica com Laser de Diodo Sintoniz ́avel (TDLPGS), propondo uma arquite- tura de sistema para instrumenta ̧c ̃ao plasmˆonica port ́atil aplic ́avel `a detec ̧c ̃ao de hidrogˆenio. Esse m ́etodo aproveita a periodicidade vari ́avel da rede sob carga de hidrogˆenio, e os efeitos das varia ̧c ̃oes ́opticas e mecˆanicas nas propriedades plasmˆonicas do hidreto met ́alico s ̃ao analisados em detalhes. Rotinas de detec ̧c ̃ao harmˆonica s ̃ao aplicadas ao sinal de reflectˆancia para melhorar a precis ̃ao das medi ̧c ̃oes. Por fim, ́e proposta uma estrutura Oxido/Metal/Hidreto para integra ̧c ̃ao com fibras ́opticas ́ em perfil D, visando o desenvolvimento de dispositivos de detec ̧c ̃ao de hidrogˆenio. A influˆencia da espessura de cada camada ́e investigada, e uma rotina de otimiza ̧c ̃ao ́e sugerida para maximizar a sensibilidade sob restri ̧c ̃oes espec ́ıficas de fabrica ̧c ̃ao. O desempenho do sensor ́e avaliado por uma s ́erie de experimentos computacionais.pt_BR
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