طراحی و شبیه سازی سوئیچ های نانوفوتونیک
Abstract
در این رساله به طراحی، تحلیل، و شبیه سازی سوئیچ های نانوفوتونیک مبتنی بر برهمکنش میدان نزدیک نوری پرداخته ایم. دراینگونه افزاره ها، نقش انتقال بین نقاط کوانتومی برعهده برهمکنش اکسیتون با میدان نزدیک نوری است. ایفاگر نقش انتقال بین حالت های کوانتومی درون یک نقطه برهمکنش اکسیتون با حمام فونونی است. در این رساله، قدرت تزویج میدان نزدیک نوری بین دو نقطه کوانتومی محاسبه شده است. همچنین، برای محاسبه نرخ انتقال انرژی برانگیختگی میان دو نقطه کوانتومی یک مدل عددی براساس معادله های نرخ ارائه شده است. ارتباط نرخ انتقال انرژی با دما نشان داده شده است. در مقایسه نتایج حاصل از مدل ارائه شده با نتایج به دست آمده از مدل مبتنی بر ماتریس چگالی بر کارایی مدل جدید صحه گذاشته شده است. با تغییر ابعاد نقاط کوانتومی به سوئیچ نانوفوتونیک جدید دست یافته ایم که عملکرد آن نسبت به سوییچ های موجود بهبود یافته است. این تغییر نسبت توان خروجی افزاره در حالت روشن به حالت خاموش را افزایش داده است. مبتنی بر این ساختارها سوئیچ های نانوفوتونیک جدید چهار نقطه ای ارائه شده است. وابستگی عملکرد این سوئیچ ها با دمای محیط مطالعه و بررسی شده است. در شبیه سازی ها از روش عددی تفاضل متناهی استفاده شده است.