شبیه سازی نانوموجبر هیبرید پلاسمونیک گرافن با محصورشدگی قوی در ناحیه تراهرتز

در این مقاله، یک نانوموجبر هیبرید پلاسمونیک گرافن که یکی از اجزاء مدارهای مجتمع فوتونیکی و اپتوالکترونیکی با کاربردهای گوناگون از جمله ارتباطات، نظامی، پزشکی و ... به شمار می رود، برای هدایت امواج نور در ناحیه فرکانسی تراهرتز پیشنهاد شده است. ساختار هندسی موجبر، از دو استوانه متقارن که در اطراف یک زیرلایه مستطیلی شکل با ضریب شکست بالا قرارگرفته، تشکیل شده است. سطح جانبی هر دو استوانه از تک لایه گرافن پوشیده شده است و همچنین استوانه ها و زیرلایه مستطیلی در یک محیط با ضریب شکست پایین قرار گرفته اند. در اینجا، ویژگی های مُودال مُد پلاسمون پلاریتون های سطحی با استفاده از روش المان محدود و نرم افزار کامسول مولتی فیزیک بررسی شده است. وابستگی خواص انتشاری مُدها به فرکانس موج فرودی، انرژی فرمی گرافن و ابعاد ساختار هندسی موجبر به طور جزئی محاسبه شده است. با توجه به ساختار منحصر به فرد موجبر طراحی شده، طول انتشار مُدها نزدیک به 7500 نانومتر، ناحیه مُد بهنجار شده از مرتبه 5-10 و ضریب عملکرد موجبر نزدیک به 500 بدست آمده است. با توجه به نتایج بدست آمده از شبیه سازی، این ساختار محصورشدگی قوی زیر طول موج نور و عملکرد بالا در ناحیه فروسرخ میانی را به منظور استفاده در کاربردهای عملی در مدارات مجتمع فوتونیکی را دارا می باشد.