۲۱۲۴۶پ
per
اثر زیر لایه‌ی ناهمسانگرد بر مشخصات فیزیکی پلاسمون های سطحی در ساختار متشکل از زوج لایه‌ی گرافنی
The effect of anisotropic substrate on physical properties of surface plasmon in double-layer graphene structures
/میلاد عظیمی
: فیزیک
، ۱۳۹۷
، راشدی
۱۰۸ص
چاپی - الکترونیکی
کارشناسی ارشد
فیزیک گرایش نانو
۱۳۹۷/۱۱/۱۶
تبریز
پلاسمون‌ص پلاریتون‌صهای سطحی امواج الکترومغناطیسی هستند که با نوسانات پلاسمای الکترون‌صهای آزاد تزویج شده و در امتداد سطح رسانا انتشار می یابند و عمود بر فصل مشترک جایگزیده می شوند .به دلیل ویژگی های منحصر به فرد گرافن، نظیرامکان کنترل انرژی فرمی،اخیرا بررسی ویژگی‌صهای فیزیکی پلاسمون‌صهای سطحی در ساختارهای متشکل از گرافن مورد توجه قرار گرفته است .تنظیم‌صپذیری ویژگی‌صهای اپتوالکترونیکی گرافن، از طریق اعمال میدان الکتریکی و مغناطیسی و آلایش ماده میسر می‌صشود .یکی از ساختارهای مورد توجه در زمینه‌صی پلاسمونیک عبارت است از ساختار زوج لایه‌صی گرافنی متشکل از دو صفحه‌صی موازی گرافن، که در آن پلاسمون‌صهای سطحی تک‌صلایه ها با هم اندرکنش کرده و رابطه‌صی پاشندگی آن به دو شاخه‌صی متقارن و پادمتقارن شکافته می‌صشود .در این پروژه، اثر زیرلایه‌صی ناهمسانگرد از نوع تک-محوری بر ویژگی‌صهای موجبری نظیر میزان محبوس‌صسازی)جایگزیدگی (و طول انتشار امواج پلاسمون‌صهای سطحی در محدوده‌صی فرکانسی مادون قرمز و تراهرتز مورد مطالعه قرار گرفت .در این کار، با در نظر گرفتن سهم اتلاف در رسانندگی اپتیکی گرافن معادله‌صی پاشندگی بوسیله‌صی روش نیوتون_رافسون حل شد .مواد ناهمسانگرد، موادی هستند که ضریب شکست آن‌صها به پلاریزاسیون و جهت انتشار موج بستگی دارد .از طرفی نوع خاصی از مواد ناهمسانگرد تک‌صمحوری، هایپربولیک نام دارد .از ویژگی‌صهای مورد توجه این مواد این است که ثابت دی‌صالکتریک آن‌صها در جهات موازی و عمودی محور مختصات مختلف العلامت است ..(_x _z<۰)نتایج این پژوهش نشان داد که پلاسمون پلاریتون‌صهای سطحی هدایت‌صشده در فصل مشترک دی‌صالکتریک‌صص-هایپربولیک، دارای عدد موج بزرگی است .از طرفی با در نظر گرفتن سهم اتلاف در رسانندگی اپتیکی گرافن، بخصوص در گستره‌صی انرژیMEV ۱۳۰- = ۱در ساختار تک لایه‌صی گرافن محصور در دی‌صالکتریک هایپربولیک دارای طول انتشار بسیار بالایی نسبت به ساختار گرافنی محصور در دی‌صالکتریک همسانگرد است و نیز در این گستره‌صی انرژی، شاخه‌صی پادمتقارن طیف پاشندگی در ساختار جفت لایه‌صی موازی گرافن محصور در محیط هایپربولیک از بین می‌صرود .از طرفی در گستره‌صی انرژی۱۴۰ = - MEV ۲۰۰که گذردهی موازی و عمودی زیرلایه‌صی ناهمسانگرد تک‌صمحوری مثبت است، کاهش تراز فرمی موجب افزایش محسوس طول انتشار پلاسمون پلاریتون‌های سطحی می‌شود
Surface Plasmon Polaritons (SPPs) are electromagnetic waves, which are coupled with Plasma oscillations of free electrons and have propagated along conductor surface, evanescentely confined the perpendicular direction of interface. Due to the unique properties of graphene, such as the Fermi level control, evaluation of the physical properties of Surface Plasmons in graphene-based structures is taken into account by different researchers. The adaptability of the graphene's optoelectronic properties is achieved using the chemical doping and generating an external electric and magnetic fields. One of the most notable structures in the field of plasmonics is the double layer graphene structure including two parallel graphene planes, in which the surface plasmons of single layers interact with each other and its dispersion relation splits to two branches namely symmetric and antisymmetric. In this project, the effect of a uniaxial anisotropic substrate on waveguide characteristics such as the field confinement and the propagation length of surface plasmons in the infrared (IR) frequency range and terahertz was studied. For this purpose, the dispersion relation we solved using the Newton-Raphson method taking the contribution of the loss in the optical conductivity of graphene into account. Anisotropic materials are materials whose refractive index depends on polarization and wave propagation. Furthermore, a particular type of anisotropic material is named hyperbolic. The considerable characteristic of these materials is that the dielectric constant for these materials are different in different directions of the coordinate axis. The results indicate that the surface plasmon polaritons guided in the dielectric-hyperbolic interface have a large wavenumber. Furthermore, condersing the contribution of the loss in the optical conductivity of graphene, especially in energy () ranged from 1 to 130meV, the single-layer graphene surroundedd hyperbolic-dielectric structure has larger propagation length than the graphene structure that is surroundedd in a isotropic substrate. Also, in this energy range, the antisymmetric branch of dispersion relation disappears in the double-layer graphene surrounded in hyperbolic-dielectric structure. In the wave energy ranged from 140 to 200meV, where the parallel and perpendicular permittivity of the uniaxial anisotropic substrate is positive, descreasing the grapheme Fermi level leads to a significant increase in the propagation length of the surface plasmon polaritons
The effect of anisotropic substrate on physical properties of surface plasmon in double-layer graphene structures
عظیمی، میلاد
Azimi, Milad
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
