فوتوکاتد ارتقا یافته پلاسمونی با استفاده از نانوکاواک های حلقوی

آشکارسازی و اندازه گیری نور که بر اساس پدیده اپتوالکترونیک کار می کنند رده وسیعی از آشکار سازها و وسایل اندازه گیریسامانه ای نوری را شامل می شوند. یکی از قسمت های مهم و تاثیرگذار هر آشکارساز نوری، فوتوکاتد می باشد. فوتوکاتد های فلزی درمقایسه با نوع نیمه هادی دارای پاسخ زمان سریعتری باشند، اما در مقابل تلفات شدید ناشی از پدیده پراکندگی الکترون- الکترون و انعکاس سطح باعث افت کارایی فوتوکاتدهای فلزی شود. در این مقاله با استفاده از دانش و فناوری جدید نانوپلاسکونیک درطراح انواع حسگرا و آشکارسازها، به طراحی و شبیه سازی فوتوکاتد فلزی جدیدی با استفاده از روش تفاضل محدود حوزه زمانFDTD پرداخته ایم. در این مقاله، با طراحی ساختاری جدید متشکل از نانوکاواکهای حلقوی تناوبی بر روی سطح فلز، ساختاری ارایهشده است که با کوپلینگ نور فرودی به یک موج چگال الکترون در سطح فلز (شبه ذره پلاریتون پلاسمون سطح SPP) رزونانسپلاسمون در محدوده طول موج مورد نظر ایجاد شده و شدت میدان افزایش بسیار زیادی پیدا می کند، به این طریق فلز تبدیل به یکجاذب عالی می شود. همچنین پاسخ انعکاس از سطح فلز قابل مدیریت بوده و امکان رسیدن به انعکاس صفر در طول موج مورد نظرممکن باشد. با محدود سازی میدان الکتریکی در نزدیکی سطح فلز، مسافت انتقال الکترون به سطح کاهش پیدا کند و در نتیجهتلفات ناشی از پدیده پراکندگی الکترون- الکترون تا حد بسیار زیادی کاهش خواهد یافت. به این ترتیب با این روش امکان کاهش بسیار زیاد ضخامت فوتوکاتد ممکن باشد. ساختار ارایه شده دارای مزیت عدم وابستگی پاسخ سیستم به پلاریزاسیون نور فرودیبوده و فیلتراسیون نور فرودی در خود فوتوکاتد با دقت و کیفیت بسیار خوب ممکن باشد. قابلیت هم دیگر ایجاد چندین فرکانسرزونانس به طور همزمان با ایجاد نانوکاواکهای حلقوی مرکز می باشد، همچنین علاوه بر قابلیت تنظیم پهنای باند طیفی، تنظیمپهنای باند زاویه ای نیز به خوبی ممکن باشد.

کلیدواژه ها:

فوتوکاتد ، نانوکاواک ، رزونان پلاسمون ، پلارییاسیون ، FDTD