بررسی آثار پلاسمونی در طیف جذب نانو نوارهای گرافینی
Abstract
هدف علم پلاسمونیک، مجتمع کردن مدارات نوری است، در این میان، مواد متداول مورد استفاده در افزاره های پلاسمونی به دلیل تلفات بالا، نیل به هدف علم پلاسمونیک را با مشکل همراه کرده اند. چندی پیش ثابت شد که گرافین امکان میزبانی پلاسمون های سطحی را دارد، البته با دو ویژگی منحصربه فرد نسبت به بقیه مواد: تلفات ناچیز و تنظیم پذیری پلاسمون ها. مقالات زیادی در این حوزه به چاپ رسیده اند، اما بیشتر آن ها به مباحث فیزیکی آن پرداخته و افزاره های انگشت شماری تا به حال مورد بررسی قرارگرفته اند. در این پایان نامه ابتدا به بررسی شرایط لازم برای انتشار پلاسمون ها گرافین پرداختیم، سپس به کمک رسانایی نوری بدست آمده توسط تقریب کوبو، گذردهی گرافین را محاسبه کردیم. در فصل نهایی این پایان نامه به معرفی مدولاتوری خواهیم پرداخت که در آن از نوسان پلاسمون های گرافین برای ایجاد نوسان فانو در طیف عبور موجبر mim و کنترل طیف عبوری مدولاتور به کمک اعمال ولتاژ استفاده شده است. سپس تأثیر ابعاد مختلف ساختار بر روی عملکرد مدولاتور را بررسی کردیم. اما در نهایت به این نتیجه رسیدیم که این ساختار به دلیل تلفات بالای طلا در محدوده ی فروسرخ میانی، از عملکرد خوبی برخوردار نیست. بنابراین پس از بررسی موجبرهای پلاسمونی مختلف، به کمک موجبر پلاسمونی هیبرید به بهبود عملکرد مدولاتور پرداختیم. پس از بررسی پارامترهای مختلف ساختار، در نهایت توانستیم به مدولاتوری برسیم که می تواند با اعمال 15 ولت مقدار عبور را از 85 درصد به 8 درصد برساند. ساختار معرفی شده را می توان به سادگی با تکنولوژی موجود cmos با ابعاد بسیار کوچک طراحی شده در پایان نامه بر روی ویفر soi ساخت.