پ۲۹۷۲۴
per
بررسی حالت‌هاي سطحی ایجاد شده در سطح مشترک بلور فوتونی یک بعدي ونیم‌رساناي مغناطیده
مهسا سرمدی
فیزیک
۱۴۰۲
۸۰ص.
سی دی
کارشناسی ارشد
فیزیک گرايش فیزیک ماده چگال
۱۴۰۲/۰۶/۲۹
بلورهای فوتونی ساختارهایی متناوب از مواد مختلف هستند که این تناوب منجر به ایجاد نواحی مجاز و ممنوع فرکانسی برای انتشار امواج الکترومغناطیسی در درون بلور فوتونی می‌شود. مجموعه بسامدهای ممنوعه شکاف نواری فوتونی بلور را به وجود می‌آورند که ویژگی اصلی بلورهای فوتونی می‌باشد. وقتی بلور فوتونی قطع می‌شود در فصل مشترک بین بلور و محیط دوم مدهای مجاز جایگزیده‌ای ایجاد می‌شوند که به عنوان حالت¬های سطحی شناخته می‌شوند. حالت¬های سطحی فقط در سطح مشترک دو محیط انتشار می‌یابند و در راستای عمود بر فصل مشترک در هر دو محیط بطور نمایی میرا می‌شوند. این مدهای سطحی متناسب با جنس محیط هم‌مرز با بلور فوتونی و ساختار بلور فوتونی می‌توانند ویژگی‌های متفاوتی داشته باشند از این رو استفاده از مواد مختلف با خواص نوری متفاوت به عنوان نقص سطحی در بلورهای فوتونی مورد توجه پژوهشگران بوده است، با بکارگیری موادی که پارامترهای فیزیکی تنظیم پذیر مانند میدان الکتریکی و مغناطیسی دارند می‌توان حالت‌های سطحی را تنظیم و کنترل کرد. از جمله این مواد، مواد مغناطواپتیک هستند که برخی از آنها ذاتا مغناطیسی هستند و برخی مانند نیم‌رساناها در حضور میدان مغناطیسی مغناطیده می‌شوند و لذا پارامترهای فیزیکی آنها از طریق اعمال میدان مغناطیسی خارجی قابل تغییر است. در این پایان‌نامه ویژگی‌های حالت‌های سطحی ایجاد شده در فصل مشترک بلور فوتونی و نیم‌رسانای مغناطیده برای قطبش TM با استفاده از روش ماتریس انتقال تحت نرم افزار متلب مورد مطالعه قرار گرفته و مشاهده می‌شود که در حضور میدان مغناطیسی، انتشار حالت‌های سطحی برای راستاهای مثبت و منفی متفاوت است که بیانگر پدیده ناوارونی است. همچنین با تغییر مقدار میدان مغناطیسی اعمالی به نیم‌رسانا، موقعیت فرکانسی حالت‌های سطحی در درون شکاف نواری بلور فوتونی جابجا شده و در نتیجه میزان جایگزیدگی آنها تغییر می‌کند. اگر مدهای سطحی به سمت نوارهای مجاز بلور فوتونی جابجا شوند از میزان جایگزیدگی آنها کاسته شده و طول میرایی آنها در درون بلور فوتونی افزایش می‌یابد. میزان حساسیت مدهای سطحی به تغییر میدان مغناطیسی، به مقدار دی‌الکتریک لایه‌ی سطحی بلور فوتونی بستگی دارد
In order to produce permitted and forbidden frequency regions for electromagnetic transmission inside the photonic crystal, different materials are alternately arranged to form photonic crystals. The photonic band gap of the crystal, which is the primary characteristic of photonic crystals, is created by the set of forbidden frequencies. Alternating permitted modes, often referred to as surface modes, are produced at the photonic crystal's interface with the second medium when it is broken. Only at the interface of two environments do surface modes propagate, and they are damped in both environments perpendicular to the interface. The employment of several materials with various optical properties is necessary because these surface modes with the material of the environment bordering the photonic crystal and the structure of the photonic crystal can have varied features. Researchers have been interested in the use of different materials with different optical properties as a surface in photonic crystals because these surface modes can have different characteristics depending on the material of the environment bordering the photonic crystal and the structure of the photonic crystal. By using materials with regulatory properties such as electric and magnetic field, one can regulate and control surface states. There are magnetic materials among them, some of which are magnetic by nature, others of which, like semiconductors, get magnetised in the presence of a magnetic field, and still others of which can be affected by an external magnetic field. Using the transfer matrix method of the MATLAB software, the characteristics of the surface states produced at the interface between the photonic crystal and the magnetised semiconductor for TM polarisation are examined in this thesis. It is found that the surface states are situated in the magnetic field. take It differs for the positive and negative diffusion directions, indicating the inversion phenomena. The frequency location of the surface states inside the photonic crystal's band gap is also altered by varying the amount of magnetic field that is supplied to the semiconductor, which results in a change in the surface states' displacement. The quantity of their replacement will be decreased and their damping length will lengthen inside the photonic crystal if the surface modes are moved towards the permissible bands of the photonic crystal. The variation in the magnetic field and the dielectric property of the photonic crystal's surface layer both affect how many surface modes there are.
Study of surface states supported at interface of a one dimensional photonic crystal and magnetized semiconductor
سرمدی،
مهسا
تهیه کننده
سلطانی والا،
بروستانی،
علی
جمال
استاد راهنما
استاد مشاور
تبریز
