پلاریتون های سطحی تنظیم پذیر در بلور فوتونی یک بعدی حاوی فراماده هایپربولیک گرافن-پایه

در این مقاله بصورت نظری به بررسی پلاریتون های سطحی در مرز بین یک محیط دی الکتریک یکنواخت نیمه بینهایت و یک بلور فوتونی یک بعدی پرداخته شده است. بلور فوتونی از ترکیب لایه های دی الکتریک همسانگرد و لایه هایی از فراماده هایپربولیک گرافن-پایه تشکیل شده است. برای مطالعه لایه های فراماده از تقریب محیط موثر استفاده شده و نشان داده شده است که این لایه ها در بازه فرکانسی معینی در ناحیه THz پاشندگی هایپربولیک دارند. نتایج بدست آمده نشان می دهد 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 پلاریتون های سطحی در این نواحی فرکانسی وجود دارد. مشاهده شده است که مشخصات پلاریتون های سطحی به پارامترهای هندسی ساختار و همچنین به خواص اپتیکی تک لایه های 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 شبیه سازی شده است که جایگزیدگی پلاریتون های سطحی در مرز ساختار را تایید می کند.