عنوان: بررسی و شبیه سازی آثار غیرخطی در ساختار های کریستال پلاسمونی مبتنی بر نانولایه گرافنی و کاربرد آن در سوئیچ نوری
ارائه‌کننده: مهدی صادقی
استاد راهنما: دکتر وحید احمدی
استاد ناظر داخلی اول: دکتر محمد کاظم مروج فرشی
استاد ناظر داخلی دوم: دکتر سارا درباری
استاد ناظر خارجی اول: دکتر نصرت اله گرانپایه (دانشگاه: صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی)
استاد ناظر خارجی دوم: دکتر رحیم فائز (دانشگاه: صنعتی شریف)
مکان: اتاق 351
تاریخ: 97/01/29
ساعت: 13:30
چکیده: گرافن به دلیل بزرگ بودن هدایت نوری مرتبه سوم در پهنای فرکانسی تراهرتز مورد توجه محققان قرار گرفته است. در این رساله ما به طراحی ساختارهای تنظیم¬پذیر مبتنی بر گرافن با استفاده از برهمکنش فوتون با گرافن با دو فرایند عدم تحریک پلازمون-پلاریتون¬ها و با تحریک آنها برای کاربرد سوئیچ¬های نوری می¬پردازیم. با استفاده از ساختارهای 4 لایه برای دو مد TE و TM و بدون تحریک پلازمون-پلاریتون¬ها موفق به طراحی سوئیچ با شدت میدان الکتریکی آستانه 5/5 مگاوات بر سانتی¬مترمربع و نسبت خاموشی 5/11 در فرکانس 1 تراهرتز می¬شویم. در همین حال با استفاده از پیکره¬بندی کرشمان-رادر و تحریک پلازمون-پلاریتون-های سطحی گرافن می¬توان شدت میدان الکتریکی را یک مرتبه بزرگی کم کرده و به 4/0 مگاوات بر سانتی مترمربع رساند. قابلیت تشدید پلازمونی ساختار¬های توری، متشکل از نوار¬های گرافنی با کیفیت بر بستری از جنس سیلیکون منجر به طراحی سوئیچ با دوره تناوب 6/1 میکرومتر و عرض نوار گرافنی 1 میکرومتری می¬شود که دارای شدت تابشی آستانه سوئیچینگ 1/0 کیلووات بر سانتی متر مربع هستند. مزیت مهم دیگر ساختار¬های توری شکل نسبت به پیکره بندی کرشمان-رادر حساسیت کم به زاویه تابش فرودی در بازه بزرگی از زاویه تابشی ( صفر تا 30 درجه) است که از نقطه نظر عملی در پیاده¬سازی سوئیچ پارامتر مهمی است. پدیده¬های دو پایداری مبتنی گرافن نسبت به میزان تلفات و کیفیت گرافن حساسیت بالای دارند به طوری که ممکن است با گرافن¬های بیکیفیت پدیده دوپایداری به طور کل از بین برود. نتایج از برتری کامل ساختار¬های سوئیچینگ مبتنی بر گرافن و پدیده دوپایداری در بازه تراهرتز نسبت به سایر مواد از لحاظ توان آستانه لازم خبر می¬دهند.
کلمات کلیدی: گرافن-ساختار چند لایه- پیکره بندی کرشمان-رادر-دوپایداری-توری گرافنی- پلازمون پلاریتونها
|