|
|
|
|
طراحی حسگر پلاسمونیک ساده مبتنی بر حلقه‌های گرافنی در ناحیه تراهرتز
|
|
|
|
|
|
|
|
نویسنده
|
مهدیزاده فاطمه ,خزاعی نژاد قره تکان مهدی
|
|
منبع
|
فيزيك كاربردي ايران - 1402 - دوره : 13 - شماره : 35 - صفحه:7 -19
|
|
چکیده
|
در دو دهه اخیر طراحی حسگرهای اپتیکی در ناحیه تراهرتز جهت کاربرد در علوم زیستی و پزشکی مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. در کار حاضر، طراحی یک حسگر اپتیکی به کمک ساختارهای دو بعدی و دوره ای از حلقه های گرافنی که بر روی یک زیرلایه دی الکتریک قرار گرفته پیشنهاد شده است. حسگر ضریب شکست پیشنهادی بر اساس پدیده تشدید پلاسمون سحطی عمل می کند. در ابتدا با تغییر پارامترهای هندسی ساختار، پارامترهای بهینه جهت عملکرد حسگر استخراج شده است. سپس میزان حساسیت حسگر بر اساس تغییر ضریب شکست محیط اطراف محاسبه شده است. میزان حساسیت حسگر پیشنهادی برابر با μm/riu 11.2 است. مقدار حساسیت حسگر پیشنهادی باوجود سادگی ساختار هندسی آن از حسگرهای با ساختار مشابه بیشتر است. همچنین با افزایش ضریب شکست محیط سنجش کیفیت عملکرد حسگر تا حدودی کاهش می‌یابد. با مقیاس بندی مناسبِ حسگر پیشنهادی می توان از آن جهتِ آشکارسازی آلودگی های موجود در هوای اطراف حسگر استفاده کرد.در کار پیش رو از بسته نرم افزاری لومریکال که مبتنی بر روش تفاضل های متناهی در بازه زمانی عمل می کند، برای رسیدن به این هدف استفاده شده است.
|
|
کلیدواژه
|
حسگر پلاسمونیک، مواد دوبعدی، روش تفاضل‌های محدود بازه زمان، حساسیت، ضریب شایستگی
|
|
آدرس
|
دانشگاه فردوسی مشهد, دانشکده علوم, گروه فیزیک, ایران, دانشگاه فردوسی مشهد, دانشکده علوم, گروه فیزیک, ایران
|
|
پست الکترونیکی
|
khazaeinezhad@um.ac.ir
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
design of simple plasmonic sensors based on graphene circles in thz region
|
|
|
|
|
Authors
|
mehdizadeh fatemeh ,khazaei nezhad gharahtekan mehdi
|
|
Abstract
|
the design of optical sensors in the thz region for application in various fields of biological and medical sciences has significantly expanded in the last two decades. in this paper, we proposed an optical sensor using two dimensional and periodic structure of graphene rings on the dielectric substrate. the surface plasmon resonance mechanism was employed to design the refractive index sensor. first, by changing the geometric parameters of the structure, the optimal parameters for the sensor performance have been extracted. then, the sensor’s sensitivity has been checked regarding the change in the refractive index of the surrounding environment. the sensitivity of the proposed simple structure is 11.2 μm/riu and is larger than previous works. also, increasing the refractive index of the measured medium diminished the quality of sensor operation. the proposed sensor can be used to detect environmental air pollution by proper calibration. the lumerical software which is based on the finite difference time domain method is used to this end.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|