طراحی و بهینه سازی ساختار مدولاتور پلاسمونیکی مبتنی بر ماده فعال ITO وگرافن
سال انتشار: 1402
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 278
فایل این مقاله در 13 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- صدور گواهی نمایه سازی
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_JIPET-14-53_009
تاریخ نمایه سازی: 15 فروردین 1401
چکیده مقاله:
در یک دهه اخیر مدارهای مجتمع نوری مانند مدولاتورها، پیشرفت چشمگیری در زمینه های مختلف مانند مخابرات نوری، تصویربرداری و سنسور داشته اند. از میان مواد فعال مورد استفاده در مدولاتورها، گرافن و اکسید قلع آلاییده با ایندیم (ITO) بهسبب ویژگی اپسیلون نزدیک به صفر (ENZ)، سرعت و پاسخدهی قابل توجه که دارند، یکی از گزینه های مناسب در بین مواد فعال برای عمل مدولاسیون است. در این مقاله، با اعمال تزویج مستقیم نور به طراحی ساختار مدولاتور پلاسمونیکی در حالت سه بعدی پرداخته شده است. با تغییرات ضخامت لایه های ITO، اکسید هافنیوم (HfO۲) و عرض موجبر ساختار بهینه شده که ضخامت های بهینه ۳ نانومتر برای لایه ITO، ۵ نانومتر برای HfO۲ و ۲۸۰ نانومتر برای عرض موجبر بهدست آمده است. نتایج شبیهسازی های سه بعدی این مقاله همراه با تزویج مناسب نشان داده شده که تلفات الحاقی در حالت سه بعدی نسبت به دو بعدی تغییر پیدا نکرده و پارامتر نسبت خاموشی مدولاتور اندکی کاهش یافته است. از سویی تزویج مناسب و بهینه، تاثیری در انرژی مصرفی نداشته است. نتایج شبیهسازی های سه بعدی نشان دهنده این است که مدولاتور پلاسمونیکی می تواند برای طول ۱ میکرومتر مدولاتور، در ولتاژ ۵/۰ ولت و طول موج ۵۵/۱ میکرومتر به نسبت تمایز ۹/۱۳ دسیبل، تلفات الحاقی ۹/۲ دسیبل، سرعت مدولاسیون ۹/۱۴۰ گیگاهرتز و مصرف انرژی بسیار کم ۵/۱ فمتو ژول بر بیت دست پیدا کند و نشان دهنده کاهش قابل توجه در مصرف انرژی و بهبود نسبت تمایز نسبت به مدولاتورهای مشابه پیشین است. همچنین در طول ۲ میکرومتر مدولاتور، نسبت تمایز ۷۶/۲۷ دسیبل، تلفات الحاقی ۶۸/۵ دسیبل، سرعت مدولاسیون ۱۴/۷۰ گیگاهرتز و مصرف انرژی برابر با ۸۸/۲ فمتو ژول بر بیت بهدست آمده است.
کلیدواژه ها:
اکسید قلع آلاییده با ایندیم ، گرافن ، سه بعدی ، مصرف انرژی کم ، مدولاتور پلاسمونیکی ، نسبت تمایز بالا
نویسندگان
عباس اسلامی
گروه مهندسی برق- واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران
مجتبی صادقی
گروه مهندسی برق- واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران
زهرا عادل پور
گروه مهندسی برق- واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران
مراجع و منابع این مقاله:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :