تاثیر گرادیان ضخامت خطی بر بلور فوتونی گرافنی تنظیم‌پذیر در ناحیۀ تراهرتز

Abstract

با استفاده از روش ماتریس انتقال، خواص اپتیکی دو ساختار بلور فوتونی تنظیم‌پذیر یک بعدی بررسی و با یکدیگر مقایسه شده است. ساختار بلور فوتونی اول شامل لایه‌های متناوب دو دی الکتریک SiO2 و Si است که لایه‌های گرافنی بین لایه‌های دی الکتریک قرار گرفته‌اند. با افزودن پلیمر پلی استایرن به عنوان لایه نقص به ساختار بلور فوتونی، مد نقص در محدودۀ نوار گاف فوتونی ظاهر می‌شود. این مد نقص با پتانسیل شیمیایی گرافن و زاویۀ موج فرودی تنظیم پذیر است. در ساختار بلور فوتونی دوم، یکی از لایه‌های دی الکتریک ساختار بلوری اول دارای گرادیان خطی است. مد نقص برای سه ساختار با گرادیان‌های ضخامت خطی متفاوت رسم شده و با حالت فاقد گرادیان مقایسه شده است. مکان مدهای نقص در ساختار بلور با گرادیان خطی در مقایسه با حالت فاقد گرادیان به سمت فرکانس‌های کمتر جابجا می‌شوند. در هر دو ساختار تأثیر پتانسیل شیمیایی گرافن و زاویه فرودی موج قطبیده TE و TM بر تنظیم‌پذیری مکان مد نقص و نوارگاف فوتونی و نوار گاف فوتونی گرافنی بررسی شده است. با افزایش پتانسیل شیمیایی گرافن و زاویه موج فرودی مکان مد نقص به سمت فرکانس‌های بیشتر جابه‌جا می‌شود. از این دو ساختار می‌توان در طراحی فیلترهای تراهرتز قابل تنظیم استفاده کرد.

Keywords

• بلور فوتونی گرافنی یک‌بعدی
• فیلتر تنظیم‌پذیر
• پلیمر پلی استایرن
• ناحیه تراهرتز