آمار
| تعداد نشریات | 36 |
| تعداد شماره‌ها | 1,192 |
| تعداد مقالات | 8,579 |
| تعداد مشاهده مقاله | 6,989,648 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 4,033,178 |
محاسبه تحلیلی منحنی پاشندگی ساختارهای متناوب یک بعدی مبتنی بر گرافین | ||
| الکترومغناطیس کاربردی | ||
| مقاله 5، دوره 3، شماره 4، بهمن 1394، صفحه 39-46 اصل مقاله (3.5 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| نویسندگان | ||
| پریسا کریمی خوزانی* ؛ امین خواصی | ||
| دانشگاه صنعتی شریف | ||
| تاریخ دریافت: 17 بهمن 1395، تاریخ بازنگری: 15 اسفند 1397، تاریخ پذیرش: 28 شهریور 1397 | ||
| چکیده | ||
| در این مقاله، روش تحلیلی جدیدی برای محاسبه منحنی پاشندگی ساختارهای متناوب یک‌بعدی مبتنی بر گرافین پیشنهاد می‌گردد. ساختار مورد بررسی آرایه‌ای از نوارهای گرافینی با پتانسیل شیمیایی مختلف است. در این روش با استفاده از ضرایب انتقال و بازتاب مربوط به برخورد یک موج پلاسمونی به یک ناپیوستگی در رسانندگی سطحی گرافین، ماتریس انتقال مربوط به یک سلول واحد از ساختار محاسبه می‌شود. سپس با اعمال شرط فلوکه، مودهای ساختار به کمک مقادیر ویژه این ماتریس بهدست می‌آیند. از آن‌جا که مودهای ساختارهای چندلایه، قطب‌های ضرایب انتقال و بازتاب هستند، با مشاهده تغییرات فاز این ضرایب نیز می‌توان مودهای ساختار را تشخیص داد. ازاین‌رو، به منظور بررسی صحت و دقت روش پیشنهادی، منحنی پاشندگی به روش قطب بازتاب نیز محاسبه شده و با روش پیشنهادی مورد مقایسه قرار می‌گیرد. این مقایسه نشان می‌دهد که روش پیشنهادی با وجود سادگی و سرعت بالا از دقت خوبی نیز برخوردار است. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| گرافین؛ پلاسمونیک؛ ساختارهای متناوب؛ منحنی پاشندگی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Analytical Calculation of Dispersion Diagram of 1D Graphene-Based Periodic Structures | ||
| چکیده [English] | ||
| In this paper, a novel analytical method is proposed to calculate the dispersion diagram of 1D graphene-based periodic structures. The structure under investigation is an array of graphene ribbons with different chemical potentials. In this method, the total transfer matrix of a unit cell of the structure is calculated using the reflection and transmission coefficients of a plasmonic wave being incident onto a discontinuity in surface conductivity of graphene. Then, the modes of the structure are obtained by calculating the eigenvalues of this matrix applying the Floquet theorem. Furthermore, because the modes of the multilayer structure are poles of the reflection and transmission coefficients, it is possible to identify them by monitoring the phase variation of reflection and transmission coefficients. Therefore, to show the validity and accuracy of the proposed method, the dispersion diagram of the structure is calculated using the reflection pole method and the results are compared with the approximate analytical method. This comparison shows that the proposed method has good accuracy while it is simple and fast. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Graphene, Plasmonics, Periodic Structures, Dispersion Diagram | ||
| مراجع | ||
|
[1]A. K. Geim and K. S. Novoselov, "The rise of graphene," Nature materials, vol. 6, pp. 183-191, 2007.## [2] F. H. Koppens, D. E. Chang, and F. J. García de Abajo, "Graphene plasmonics: a platform for strong light–matter interactions," Nano letters, vol. 11, pp. 3370-3377, 2011.## [3] R.-B. R. Hwang, Periodic Structures: Mode-matching Approach and Applications in Electromagnetic Engineering, John Wiley & Sons, 2012.## [4]H. Mosallaei and Y. Rahmat-Samii, "Periodic bandgap and effective dielectric materials in electromagnetics: characterization and applications in nanocavities and waveguides," IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 51, pp. 549-563, 2003.## [5]B. Hiett, J. Generowicz, S. Cox, M. Molinari, D. Beckett, and K. Thomas, "Application of finite element methods to photonic crystal modelling," IEE Proceedings-Science, Measurement and Technology, vol. 149, pp. 293-296, 2002.## [6]J. D. Joannopoulos, S. G. Johnson, J. N. Winn, and R. D. Meade, Photonic crystals, molding the flow of light: Princeton university press, 2011.## [7] S. Nekuee, M. Akbari, and K. Mehrany, "A Novel Method for Band Structure Analysis of Photonic Crystal Slabs," IEEE Photonics Journal, vol. 3, pp. 1111-1122, 2011.## [8]S. A. H. Nekuee, M. Akbari, and A. Khavasi, "Guided mode extraction in monolayer colloidal crystals based on the phase variation of reflection and transmission coefficients," Optics Communications, vol. 364, pp. 44-49, 2016.## [9] S. Khorasani and K. Mehrany, "Differential transfer-matrix method for solution of one-dimensional linear nonhomogeneous optical structures," JOSA B, vol. 20, pp. 91-96, 2003.## [10] A. Fallahi and J. Perruisseau-Carrier, "Design of tunable biperiodic graphene metasurfaces," Physical Review B, vol. 86, p. 195408, 2012.## [11] C. Beckerleg and E. Hendry, "Localized plasmons induced by spatial conductivity modulation in graphene," JOSA B, vol. 33, pp. 2051-2056, 2016.## [12]A. H. Hosseinnia, A. Khavasi, P. Sarrafi, and K. Mehrany, "Determination of complex modes in photonic crystal waveguides using the phase variation in characteristic coefficients," Optics letters, vol. 37, pp. 3078-3080, 2012.## [13] B. Rejaei and A. Khavasi, "Scattering of surface plasmons on graphene by a discontinuity in surface conductivity," Journal of Optics, vol. 17, p. 075002, 2015.## [14]A. V. Lavrinenko, J. Lægsgaard, N. Gregersen, F. W. Schmidt, and T. Søndergaard, Numerical Methods in Photonics, CRC Press, 2015.## [15]A. Khavasi, "Fast convergent Fourier modal method for the analysis of periodic arrays of graphene ribbons," Optics letters, vol. 38, pp. 3009-3012, 2013.## [16]B. E. Saleh, M. C. Teich, and B. E. Saleh, Fundamentals of photonics, vol. 22, Wiley New York, 1991.## [17]A. Fallahi, K. Z. Aghaie, A. Enayati, and M. Shahabadi, "Diffraction analysis of periodic structures using a transmission-line formulation: principles and applications," Journal of Computational and Theoretical Nanoscience, vol. 4, pp. 649-666, 2007.## [18] Y. V. Bludov, A. Ferreira, N. Peres, and M. Vasilevskiy, "A primer on surface plasmon-polaritons in graphene," International Journal of Modern Physics B, vol. 27, p. 1341001, 2013.##
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 344 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 331 |
||