عنوان

بررسی خواص نوری بلورهای فوتونی فیبوناچی شامل شبه فلز دیراک

شماره

پ۲۵۹۵۷

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

بررسی خواص نوری بلورهای فوتونی فیبوناچی شامل شبه فلز دیراک

نام نخستين پديدآور

زهره مومیوند

نام ناشر، پخش کننده و غيره

فیزیک

تاریخ نشرو بخش و غیره

۱۳۹۹

نام خاص و کميت اثر

۱۰۲ص.

مواد همراه اثر

سی دی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

کارشناسی ارشد

نظم درجات

فیزیک گرایش ماده چگال

زمان اعطا مدرک

۱۳۹۹/۱۱/۲۸

متن يادداشت

بلورهای فوتونی ساختارهای متناوب مصنوعی هستند که از دو یا چند ماده با ضریب دی الکتریک متفاوت تشکیل شده اند. گاف نواری فوتونی مهم ترین خاصیت این ساختارها است که در آن ناحیه امواج الکترومغناطیس امکان انتشار نخواهند داشت. بلورهای فوتونی می توانند ساختارهای تناوبی یا شبه تناوبی باشند و مهم ترین و شناخته شده ترین ساختار شبه تناوبی دنباله فیبوناچی می باشد. تنظیم پذیری گاف نواری فوتونی در طراحی ابزارهای اپتوالکترونیکی از اهمیت ویژه ای برخوردار است و برای این منظور تاکنون از مواد مختلفی نظیر بلور مایع، گرافن، فراماده، پلاسما و غیره در ساختارهای بلورهای فوتونی استفاده شده است. اخیراً حالت جدیدی از ماده کوانتومی، بنام شبه فلز دیراک سه بعدی کشف شده که به گرافن سه بعدی نیز معروف است. در شبه فلز دیراک نوارهای رسانش و ظرفیت در یک یا چند نقطه (معروف به نقاط دیراک) با یکدیگر در تماس هستند و الکترونهای واقع در نزدیکی این نقاط دارای پاشندگی خطی در فضای ممنتوم هستند و تشکیل ساختار مخروطی سه بعدی می دهند. الکترونهای شبه فلز دیراک در مقایسه با گرافن، در محدوده دمایی پایین تر از 5 درجه کلوین دارای تحرک بسیار بالا می باشند. این مواد عملکردی مشابه گرافن دارند و مانند گرافن می توان انرژی فرمی آن را با اعمال ولتاژ گیت خارجی بصورت دینامیکی کنترل نمود. علاوه براین، شبه فلز دیراک ترکیبی از خواص فلزی و دی الکتریک را نشان می دهد، به این معنی که در فرکانس های پایین تر از انرژی فرمی رفتار فلزی نشان می دهد و در فرکانس های بالاتر پاسخ دی الکتریک غالب می شود. این ویژگیهای جالب شبه فلز دیراک باعث شده تا محققین علاقه زیادی به استفاده از این مواد در ابزارهای اپتوالکترونیکی نشان دهند. در این پایان نامه ساختار بلور فوتونی یک بعدی فیبوناچی مرتبه سوم و چهارم متشکل از لایه های دی الکتریک و شبه فلز دیراک در نظر گرفته شده و طیف عبوری آنها برای هر دو قطبش الکتریکی و مغناطیسی در محدوده فرکانسی تراهرتز با استفاده از روش ماتریس انتقال تحت نرم افزار متلب مورد مطالعه قرار گرفته است. تنظیم پذیری طیف عبوری و گافهای نواری فوتونی بر حسب انرژی فرمی شبه فلز دیراک مطالعه شده است. بعلاوه، اثر زاویه تابش و ضخامت لایه های دی الکتریک بر روی طیف عبوری ساختار مورد مطالعه قرار گرفته است.

متن يادداشت

Photonic crystals are artificial periodic structures which are made of two or extra materials with different dielectric coefficients. Photonic band gap is the most important property of these structures in which electromagnetic waves cannot propagate in this area. Photonic crystals can be periodic or quasi-periodic structures, and the most important and well-known quasi-periodic structure is the Fibonacci sequence. The tuning of photonic band gap is of special importance in the design of optoelectronic devices and for this purpose, various materials such as liquid crystal, graphene, metamaterial, plasma, etc. have been used in photonic crystal structures. Recently, a new state of quantum matter, called the three-dimensional Dirac semimetal, has been discovered, also known as three-dimensional graphene. In Dirac semimetal the conduction and valence bands are in contact with each other at one or more points (known as Dirac points), and the electrons near these points have linear dispersion in the momentum space, forming a three-dimensional conical structure. Dirac semimetal electrons, compared to graphene one, have very high mobility at temperature range below 5K. These materials have the same performance as graphene, and like the graphene, its Fermi energy can be controlled dynamically through applying an external gate voltage. Furthermore, the Dirac semimetal exhibits a combination of metallic and dielectric properties, i.e., it behaves like metal at frequencies lower than Fermi energy and acts like dielectric at higher frequencies. The researchers are very interested in using Dirac semimetals in optoelectronic devices because of their interesting properties. In this dissertation, the third and fourth order Fibonacci one dimensional photonic crystals made of dielectric and Dirac semimetal layers is considered and their transmission spectra have been studied for both electrical and magnetic polarizations in terahertz frequency range using the transfer matrix method under MATLAB software. The tuning of transmission spectrum and photonic band gaps have been studied versus Fermi energy of Dirac semimetal. In addition, the effect of incident angle and thickness of dielectric layers on transmission spectrum have been studied.

عنوان گونه گون

Investigation of the optical properties of Fibonacci photonic crystals including Dirac semimeta

عنصر شناسه اي

مومیوند‏

ساير عناصر نام

‏ زهره

کد نقش

تهيه کننده

عنصر شناسه اي

‏رضائی

عنصر شناسه اي

شجاعی

ساير عناصر نام

‏ بهروز

ساير عناصر نام

‏ سعید

تاريخ

استاد راهنما

تاريخ

استاد مشاور

عنصر شناسه اي

‏ تبریز