تاثير لايه گرافن بر انتشار امواج در موجبرهاي تخت پلاسموني

در اين مقاله به بررسي ويژگي‌هاي گرافن و تاثير آن بر يك موجبر تخت پلاسموني پرداخته شده است. در ابتدا رفتار تابع دي‌الكتريك گرافن با تغييرات پتانسيل شيميايي (انرژي فرمي) بررسي شده است، سپس وابستگي ضريب شكست گرافن به پتانسيل شيميايي نيز مورد بحث قرار گرفته است. در عمل پتانسيل شيميايي گرافن را مي‌توان با روش‌هاي مختلفي از جمله با اعمال يك ولتاژ نسبتا كم به گرافن تغيير داد. در واقع با اعمال ولتاژ، جمعيت الكتروني اضافي به گرافن تزريق مي‌شود كه باعث مي‌شود سطح تراز فرمي بالا برود و پديده‌اي به نام انسداد پاولي باعث تغيير در قسمت موهومي گذردهي الكتريكي يا به طور معادل قسمت موهومي ضريب شكست گرافن مي‌شود. از آنجا كه ميزان جذب نور با قسمت موهومي ضريب شكست رابطه دارد، مي‌توان با اعمال يك ولتاژ متغير با زمان، ميزان جذب را در گرافن به صورت ديناميك دستكاري كرد. در پايان هم يك موجبر تخت پلاسموني شامل يك لايه گرافن طراحي و با استفاده از نرم‌افزار كامسول شبيه‌سازي شد كه گرافن در معرض پلاسمون پولاريتون‌هاي سطحي قرار داشت و رفتار موجبر با تغيير پتانسيل شيميايي مورد ارزيابي قرار گرفت. با افزايش پتانسيل شيميايي در يك بازه خاص، مشاهده شد كه توان عبوري موجبر افزايش قابل ملاحظه‌اي يافت.