دفاعیه آقای محمدباقر حیدری

خواص منحصر به فرد گرافن، آن را کاندیدای بسیار مطلوبی برای طراحی نسل بعدی قطعه های نوری قرار داده است. یکی از ویژگی های مهم گرافن، هدایت پذیری قابل تنظیم است که آن را به عنوان ماده ای مناسب برای علم پلاسمونیک در باند مادون قرمز میانی، قرار می دهد. در این رساله، به بررسی و تحلیل ساختارهای چند لایه پلاسمونی گرافنی با هدف رسیدن به ضریب تحدید بالا و کاهش میزان تلفات می پردازیم. بدین منظور، با ترکیب لایه های گرافنی با مواد جدیدی نظیر ناهمسانگرد، کایرال و غیرخطی، به بهبود عملکرد موجبرهای پلاسمونی گرافنی پرداخته می شود. ترکیب مواد ناهمسانگرد با لایه های گرافنی در مختصات دکارتی، استوانه ای و بیضوی صورت می گیرد. در این ساختارها، با استفاده از میدان مغناطیسی خارجی، بهبود قابل ملاحظه ای در خواص انتشاری آنها، ایجاد می شود. با شبیه سازی حالت های خاص از ساختارهای چندلایه ناهمسانگرد در مختصات دکارتی، استوانه ای و بیضوی، به بررسی صحت مدل تحلیلی ارائه شده، خواهیم پرداخت. در ادامه، با ترکیب صفحات گرافنی با مواد کایرال و غیرخطی در مختصات دکارتی، مدل تحلیلی آن ها بدست آمده و با معرفی دو موجبر برای هر ساختار، خواص انتشاری شان مورد مطالعه قرار می گیرد. سپس، به منظور نشان دادن اهمیت ساختارهای چندلایه برای تحقق ادوات گرافنی، به طراحی و شبیه سازی سیرکولاتورهای گرافنی می پردازیم. ساختار اول، یک سیرکولاتور گرافنی Y-شکل است که در آن، سه نوار گرافنی به یک دیسک تشدیدی متصل شده و کل ساختار بر روی زیرلایه سیلیکا قرار دارد. ساختار دوم، سیرکولاتوری است که بر اساس مودهای لبه ای کار می کند. ساختار سیرکولاتور سوم، یک سیرکولاتور با پُست مثلثی چندلایه ست که در آن، لایه گرافنی، به صورت متقارن در وسط پُست قرار گرفته است.