The aim of this thesis is to examine graphene plasmonic structures which yields actively tunable spectral resonances and compare two different ways to gate graphene. Plasmonic structures that consist of periodic fractal gold squares on graphene are used to increase light-graphene interaction. We show by simulations and experiments that higher degree fractal structures result in higher spectral tunability of resonance wavelength. This is explained by more plasmonic localization of light for higher degree fractal structures. Furthermore, spectral tunability of a plasmonic structure integrated with graphene is investigated comparing two different schemes for electrostatic gating. The fabrication methods and fabrication steps of the devices with different gating schemes is explained in detail. Comparison of back-gating and top-gating schemes confirms that top-gating using ionic liquid is a more efficient gating method. Top-gating yields the same amount of spectral tunability while requiring smaller gate voltages compared to that of back-gating experiments.

Bu tezin amacı akort edilebilir izgesel rezonans gösteren grafen plazmonik yapıları incelemek ve grafeni geçitlemek için iki farklı yöntemi karşılaştırmaktır. Grafen üzerinde periyodik altın fraktal karelerden oluşan bu plazmonik yapılar grafenin ışık ile etkileşimini artırmak amacıyla kullanılmıştır. Daha yüksek dereceli fraktal yapılarda daha fazla izgesel akort edilebilme olduğu simulasyonlarla ve deneylerle gösterilmiştir. Bunun sebebi yüksek dereceli fraktal yapılar ile daha fazla ışık lokalizasyonu sağlanmasıdır. Ayrıca, grafen plazmonik yapıların izgesel akort edilme özelliği iki farklı elektriksel geçitleme yöntemi ile incelenmiştir. Üstten geçitleme ve alttan geçitleme yönemleri kullanılan iki aygıtın üretim methodları ve üretim adımları ayrıntılarıyla açıklanmıştır. Bu iki yöntemin karşılaştırılması sonucunda, iyonik bir elektrolit kullanılan üstten geçitleme yönteminin daha verimli olduğu belirlenmiştir. Üstten geçitleme ile alttan geçitlemeye nazaran çok daha düşük voltajlar uygulanarak aynı miktarda izgesel akort edilebilme gözlenmiştir.