عنوان

طراحی ساختار برای به دام انداختن نور بر پایه پلاسمونیک‌های گرافینی

شماره

‭۱۷۸۱۵پ‬

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

طراحی ساختار برای به دام انداختن نور بر پایه پلاسمونیک‌های گرافینی

نام نخستين پديدآور

/نیما سلیانی

نام ناشر، پخش کننده و غيره

: ممندسی برق وکامپیوتر

تاریخ نشرو بخش و غیره

، ‮‭۱۳۹۵‬

نام توليد کننده

، راشدی

متن يادداشت

چاپی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

کارشناسی ارشد

نظم درجات

مهندسی برق مخابرات گرایش میدان‌صها و امواج

زمان اعطا مدرک

‮‭۱۳۹۵/۰۶/۱۷‬

کسي که مدرک را اعطا کرده

تبریز

متن يادداشت

با توجه به قیمت بالای سیلیکون مصرفی در فتودیتکتورها، کاهش ضخامت لایه اکتیو، که عموما از جنس سیلیکون است، همواره مد نظر است .این فتودیتکتورها می‌توانند کاربردهای طیف فروسرخ و تراهرتزی مانند آشکارسازهای فرو سرخ یا طیف مرئی مانند سلول‌های خورشیدی را شامل شوند .این کاهش ضخامت، کمتر شدن بهره تبدیل را به دنبال دارد .بنابراین مهم‌ترین چالش برای این ساختارها افزایش طول مسیر نوری است .روش جدیدی که برای حل این مشکل ارائه شده است، به دام انداختن نور ‮‭(Light Trapping)‬است .ساختارهایی که برای این کار استفاده میشود، ‮‭LTS (Light Trapping Structure)‬ نامیده میشوند .با استفاده از این روش، میزان انعکاس و عبور از لایه سیلیکون، کاهش پیدا می‌کند .پارامترهای مهم یک ‮‭LTS‬ ، عبارتند از میزان جذب، طول عمر نوسانات و پهنای باند .استفاده از پلاسمون‌ها) نوسان الکترون‌های آزاد جمع‌شونده در فلزات (یکی از گزینه‌های مناسب برای به دام انداختن نور به شمار می‌آید که اخیرا متداول شده است .ساختارهای پلاسمونیک می‌توانند نور را در محیطهای بسیار کوچک جمع کنند و در نتیجه چگالی فتون را در اطراف آن محل افزایش دهند .از میان موادی که می‌توانند امواج پلاسمونیک را پشتیبانی کنند، گرافین با توجه به دارا بودن برخی خواص فوق‌العاده مانند ضخامت بسیار کم، محدود شدگی بسیار بالای امواج پلاسمونیک، قابلیت تنظیم و بهبود پلاسمون‌ها و تلفات کم آن‌ها در طیف‌های فرکانسی پایین مورد توجه بسیاری در چند سال اخیر قرار گرفته است .چالشی که با این ساختارها همراه بوده، پهنای باند کوچک جذب اپتیکی آنها است که با افزایش میزان جذب کاهش پیدا می‌کند .در این پایان‌نامه، به بررسی جامع ‮‭LTS‬ های مبتنی بر گرافین و ویژگی‌های آن‌ها پرداخته خواهد شد .این بررسی، شامل تحلیل ساختارهای دو بعدی و سه بعدی خواهد بود .ساختاری که برای حالت دوبعدی ارائه خواهد شد دارای جذب زیاد، پهنای باند وسیع و راحتی ساخت نسبت به کارهای قبلی در کنار حفظ ابعاد ساختار است .برای حالت سه بعدی با توجه به محدودیت خود ساختار انتخابی، تنها افزایش پهنای باند مورد حصول واقع خواهد شد .روش ارزیابی برای این تحقیق، استفاده از نتایج کارهای قبلی و نرم‌افزار تجاری ‮‭CST‬ خواهد بود

متن يادداشت

According to the silicon's high cost utilized in photo detectors, decreasing the active layer thickness made of silicon is a demanding issue. These devices converts the photon's energy to the DC electric current by producing electron-hole pair. Photo detectors can include either visible range of spectrum such as solar cells or infrared and terahertz range such as infrared detectors. The decreasing of thickness in active layer results in reduction of conversion efficiency. So there is a demand to increase the optical length of light in these devices. A new method for handling this problem is light trapping. Using this method one can decrease both reflection and transmission from the device. Parameters should be considered in the light trapping structures (LTS) are the absorption enhancement, life time of the resonances and bandwidth of the absorption. Nowadays plasmons (collective oscillations of free electrons in metals) are good alternatives to be utilized in LTSs. Plasmonic structures can concentrate light in very small size region which follows the enhancement of photon flux density in that region. Among materials which can support plasmonic waves, graphene has taken most interest due to its extraordinary properties such as very small thickness (being just one carbon atom), sustaining high confinement plasmonic waves which have low damping in low frequencies and very high tunability. The challenging issue with the plasmonic structures based on graphene plasmonics is very low optical absorption bandwidth which is reduced with increasing the absorption level.In this thesis LTSs based on graphene plasmonics will be studied. This study includes analysis of two and three dimensional structures. The proposed two dimensional structures has very good absorption bandwidth and less complexity compared to the previous structures. For three dimensional case the bandwidth is improved but the absorption level is somehow reduced to the limitations of the structure has been chosen for comparison. The results have been got using commercial electromagnetic software CST studio

مستند نام اشخاص تاييد نشده

سلیانی، نیما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

پورزیاد، علی، استاد راهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

نیک مهر، سعید، استاد مشاور

يادداشت عمومي

سیاه و سفید

وضعیت فهرست نویسی

نمایه‌سازی قبلی