پلاریتون‌های سطحی تنظیم‌پذیر در بلور فوتونی یک‌بعدی حاوی فراماده هایپربولیک گرافن-پایه

Abstract

در این مقاله بصورت نظری به بررسی پلاریتون‌های سطحی در مرز بین یک محیط دی‌الکتریک یکنواخت نیمه‌بینهایت و یک بلور فوتونی یک‌بعدی پرداخته شده است. بلور فوتونی از ترکیب لایه‌های دی‌الکتریک همسانگرد و لایه‌هایی از فراماده هایپربولیک گرافن-پایه تشکیل شده است. برای مطالعه لایه‌های فراماده از تقریب محیط موثر استفاده شده و نشان داده شده است که این لایه‌ها در بازه فرکانسی معینی در ناحیه THz پاشندگی هایپربولیک دارند. نتایج بدست ‌آمده نشان می‌دهد که بلور فوتونی مورد بررسی در ناحیه فرکانسی هایپربولیک نیز همانند ناحیه فرکانسی بیضوی دارای باندهای ممنوعه فوتونی در هر دو قطبش TE و TM است و امکان تحریک پلاریتون‌های سطحی در این نواحی فرکانسی وجود دارد. مشاهده شده است که مشخصات پلاریتون‌های سطحی به پارامترهای هندسی ساختار و همچنین به خواص اپتیکی تک لایه‌های گرافن وابسته است. در ادامه پروفایل میدان الکترومغناطیسی تعدادی از مدهای سطحی رسم شده و نشان داده شده است که مدهای باند ممنوعه اول جایگزیدگی بیشتری نسبت به مدهای باند ممنوعه دوم دارند. در پایان، توزیع شدت یک باریکه گاوسی با قطبش TM در داخل و خارج بلور فوتونی شبیه‌سازی شده است که جایگزیدگی پلاریتون‌های سطحی در مرز ساختار را تایید می‌کند. <br />