طراحی و شبیه سازی عددی فرامواد با ضریب شکست منفی در حوزه فرکانس امواج نوری

هدف اصلی این پروژه بررسی ساختارهای فرامواد جهت دستیابی به ساختاری نوین با خاصیت فرا ماده در فرکانس های نوری است. در این راستا، ابتدا به بررسی آن دسته از ساختارهای دست ساز برای حوزه ی فرکانسی ریز موج می پردازیم. آنگاه، بر اساس دو مشخصه ی بنیادین یعنی گذردهی الکتریکی و نفوذپذیری مغناطیسی مواد، دلایل فیزیکی منفی شدن ضریب شکست آن ها را بیان می کنیم. سپس، با مرور بر نانو ساختارهایی که خاصیت فراماده ای آن ها در حوزه ی طول موج های فروسرخ و مرئی پدیدار می شود، اصول فیزیکی و روابط حاکم بر آن ها را بررسی می کنیم. در انتها، بر اساس استدلال های فیزیکی و نانوساختارهای پیش گفته، نانو ساختار جدیدی با ضریب شکست منفی (خاصیت فراماده ای) در حوزه ی فروسرخ را پیشنهاد می کنیم. برای محقق ساختن اهداف این پایان نامه، از روش عددی تفاضل متناهی در حوزه زمان، بر مبنای مدل درود، برای حل معادلات ماکسول بهره می گیریم.