طراحی نانوموجبر هیبرید پلاسمونیکی متقارن بر پایه گرافن با محصورشدگی قوی و کارایی بالا در ناحیه طیف فروسرخ میانی

در این مقاله، یک نانوموجبر هیبرید پلاسمونیکی متقارن بر پایه گرافن منحصر به فرد، برای هدایت امواج الکترومغناطیسی در طیف فروسرخ میانی پیشنهاد شده است. ساختار هندسی موجبر، از دو استوانه متقارن که در اطراف یک زیرلایه مستطیلی شکل با ضریب شکست بالا قرارگرفته، تشکیل شده است. سطح جانبی هر دو استوانه از تک لایه گرافن پوشیده شده است و همچنین استوانه ها و زیرلایه مستطیلی در یک محیط با ضریب شکست پایین قرار گرفته اند. در اینجا، ویژگی های مودال مد پلاسمون پلاریتون های سطحی با استفاده روش المان محدود بررسی شده است. وابستگی خواص انتشاری مدها به فرکانس موج فرودی، انرژی فرمی گرافن و ابعاد ساختار هندسی موجبر به طور جزیی محاسبه شده است. با توجه به ساختار منحصر به فرد موجبر طراحی شده، طول انتشار مدها نزدیک به 4600 نانومتر، ناحیه مد بهنجار شده از مرتبه 6-10 و معیار شایستگی نزدیک به 500 بدست آمده است. با توجه به نتایج بدست آمده از شبیه سازی، این ساختار محصورشدگی قوی زیر طول موج نور و عملکرد بالا در ناحیه فروسرخ میانی را به منظور استفاده در کاربردهای عملی در مدارات مجتمع فوتونیکی را دارا می باشد.