عنوان

اثر ناهمسانگردی القا شده هندسی بر طیف‌های اپتیکی متامواد هذلولوی گرافن‌پایه

‭۱۷۵۶۴پ‬

per

اثر ناهمسانگردی القا شده هندسی بر طیف‌های اپتیکی متامواد هذلولوی گرافن‌پایه

/شادی رضایی

: فیزیک

، ‮‭۱۳۹۶‬

، میرزائی

چاپی

فاقد کلیدواژه فارسی

کارشناسی ارشد

فیزیک گرایش اتمی و مولکولی( لیزر)

‮‭۱۳۹۶/۰۶/۱۹‬

تبریز

متاصمواد هذلولی نوع خاصی از مواد ناصهمسانگرد تک محوری با تانسور گذردهی‌صالکتریکی قطری هستند که علامت عناصر اصلی آن متفاوت می‌صباشد .این امر باعث می‌صشود پربندهای هم‌صفرکانس این مواد دارای شکل هذلولی باشند .نوع گرافن‌صپایه این محیطصها از لایه‌صهای متناوب دی‌صالکتریک و گرافن تشکیل می‌صشوند .در بیشتر موارد یک بره از این مواد در نظر گرفته‌صشده و با این فرض که لایه‌صهای گرافن به موازات مرزهای بره قرار گرفته‌صاند به بررسی اپتیکی این مواد می‌صپردازند .اگر لایه‌صهای گرافن به جای موازی بودن، زاویه معینی نسبت به مرزهای بره داشته باشند تانسور گذردهی الکتریکی دیگر قطری نخواهد بود .تحت این شرایط عناصرتانسور گذردهی‌صالکتریکی علاوه بر مشخصات هندسی و اپتیکی لایه‌صهای دی‌صالکتریک و گرافن به زاویه سمت‌صگیری لایه‌صهای گرافن نیز بستگی خواهد داشت .در این تحقیق اثر سمتگیری لایه‌صهای گرافن برطیف‌صهای اپتیکی بره‌صهای متامواد هذلولوی گرافن‌صپایه مورد بررسی قرار گرفت .از آنجایی که ضخامت لایه‌صای تشکیل دهنده متامواد هذلولوی گرافن‌صپایه در مقایسه با طول موج خیلی کوچک فرض‌صمی-شود از تلفیق روش ماتریس انتقال و روش محیط مؤثر در این بررسی استفاده کرده‌صایم .در این تحقیق ما به بررسی ساختارهایی شامل متامواد هذلولوی گرافن پایه حاوی ناهمسانگردی هندسی القا شده پرداختیم و خواص اپتیکی مربوط به این ساختارها را مورد بررسی قرار دادیم .در این تحقیق طیف‌صهای اپتیکی مربوط به ساختاری شامل یک محیط دی‌صالکتریک نیمه نامحدود و یک محیط متامواد هذلولوی گرافن‌صپایه شامل ناهمسانگردی القا شده نیمه نامحدود را بدست آوردیم و با حالتی که محیط معمولی داریم مقایسه کردیم .همچنین در نهایت ساختاری شامل دو محیط دی‌صالکتریک که در مرز آن‌صها بره‌صای از متامواد هذلولوی گرافن‌صپایه حاوی ناهمسانگردی القا شده قرار گرفته باشد را مورد بررسی قرار دادیم و طیف‌صهای اپتیکی مربوط به این ساختار را با محیط معمولی مقایسه کردیم و نشان دادیم که در طیف‌صهای انتقال این ساختارها گاف باند ایجاد می‌صشود که به علت حضور متامواد هذلولوی‌صگرافن‌صپایه است و در طیف‌صهای مربوط به قطبش عرضی مغناطیسی نیز تغییراتی ایجاد می‌صشود که به علت ناهمسانگردی القا شده هندسی در متامواد هذلولوی گرافن‌صپایه است .همچنین نشان دادیم که در این ساختار جذب برای قطبش عرضی مغناطیسی به طور قابل ملاحظه افزایش پیدا می‌صکند و در فاز صباریکه‌صهای عبوری و منعکسه مربوط به قطبش عرضی مغناطیسی هم تغییراتی ایجاد می‌صشود که نتیجه‌صای از ناهمسانگردی القا شده هندسی در متامواد هذلولوی گرافن‌صپایه به کار برده شده در ساختار است

‮‭Hyperbolic meta-materials are a special type of uniaxial single-axis material with a diametrical permittivity of tensor, the sign of which is its main element are diffirent. This makes them isofrequency contour very similar to the hyperbolic of these materials. The graphene type of these environments consists of alternating dielectric layers and graphene. In most cases, a slab of the material is considered to be and, with the assumption that the graphene layers are located parallel to the slab's boundaries, they are investigating the optical properties of these materials. If the graphene layers have a certain angle relative to the slab's boundaries instead of being parallel, then the other permittivity tensor will not be a diagonal. Under these conditions, the elements of the permittivity tensor, in addition to the geometric and optical characteristics of the dielectric and graphene layers, will depend on the orientation of the graphene layers. In this research, the effect of orientation of graphene layers on optical spectra meta materials of graphene hyperbolic slabs was investigated. Since the thickness of the graphene-based hyperbolic mata materials layer is assumed to be very small in comparison to the wavelength, we have used the combination of the transfer matrix method and the effective environment method in this study. In this study, we investigated structures including the graphene-based hyperbolic metamaterial containing geometric anisotropy induced and examined the optical properties of these structures. In this study, we obtained optical spectra related to the structure including a dielectric media and a graphene-based hyperbolic metamaterial media semi-infinite, including semi-infinite induced anisotropy, and we compared the situation in the normal media. Finally, we investigated the structure of two dielectric media at the boundary of which is slab of metamaterial hydroponic graphene containing anisotropy, and the optical spectra of this structure with the normal media compared and we showed that in the transmission spectra of these structures, a band gap is created which is due to the presence of graphene-based hyperbolic metamaterial and also changes occur in the transverse magnetic polarization spectra due to geometrically induced anisotropy in the metamaterial graphene-based hyperbolic. We also showed that in this structure the absorption for the transverse magnetic polarization increases significantly, and in the transition phase and reflection of the transverse magnetic polarization, changes occur as a result of geometrically induced anisotropy in the metamaterial graphene-based hyperbolic used in the structure‬

رضایی، شادی

روشن انتظار، صمد، استاد راهنما

نامدار، عبدالرحمن، استاد مشاور

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی