عنوان پایان‌نامه
طراخی و مدلسازی ادوات نوری بنا شده بر اساس اثرات plasmonic
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-الکترونیک- تکنولوژی نیمه هادی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 44045;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 1695
- تاریخ دفاع
- ۰۵ اسفند ۱۳۸۸
- دانشجو
- مسعود رستمی انگاس
- استاد راهنما
- ابراهیم اصل سلیمانی
- چکیده
- در این پروژه، با بکارگیری فلزات مختلف روی چاه کوانتومی، اثر پلاسمون¬های سطحی را بر روی شدت نور خروجی از تک چاه کوانتومی InGaN/GaN مورد بررسی قرار می¬دهیم. برای این کار از نقره، آلومینیوم و طلا به صورت جداگانه به عنوان لایه فلزی استفاده می¬کنیم و نرخ بازترکیب خود به خودی را برای هر یک از این ساختارها محاسبه می¬کنیم. مقایسه نرخ بازترکیب خود به خودی بین ساختار با لایه¬ فلزی و بدون لایه فلزی اثر این لایه را در افزایش شدت نور خروجی از چاه کوانتومی نشان می¬دهد. در واقع با اضافه کردن لایه فلزی مناسب، نرخ بازترکیب خود به خودی و در نتیجه شدت نور خروجی از چاه کوانتومی - در اکثر فرکانس¬ها- افزایش می¬یابد ولی بیشترین میزان افزایش در فرکانسی غیر از فرکانس مرکزی طیف خروجی چاه کوانتومی اتفاق می¬افتد و این اثری نامطلوب است زیرا نمی¬خواهیم پس از تقویت شدت نور خروجی فرکانس مرکزی طیف خروجی تغییر کند. بنابراین هدف بعدی منطبق کردن فرکانسی که در آن ماکزیمم افزایش در نرخ بازترکیب خود به خودی اتفاق می افتد بر فرکانس مرکزی طیف خروجی چاه کوانتومی است. برای این کار از یک لایه دی¬الکتریک بر روی فلز استفاده کردیم. این کار باعث تغییر تابع دی¬الکتریک فضای بالای فلز و تغییر در نمودار پاشندگی و فرکانس پلاسمون سطحی می¬گردد. بنابراین با تعیین ضخامت مناسب برای دی¬الکتریک بالای فلز می¬توان فرکانس بیشترین تقویت را در فرکانس دلخواه تنظیم کرد. با ساختاری ارائه شده می¬توان، با اضافه کردن یک لایه فلز روی چاه کوانتومی، شدت نور خروجی از چاه کوانتومی را به مقدار قابل توجهی افزایش داد و با اضافه کردن یک لایه دی¬الکتریک بالای فلز این افزایش را در فرکانس دلخواه، که معمولا همان فرکانس مرکزی طیف خروجی چاه کوانتومی است، تنظیم نمود.
- Abstract
- In this thesis, the effect of Surface Plasmons (SP) on the intensity of the light emitted from an InGaN/GaN Single QW (SQW) is investigated. SP enhancement of radiative recombination rate due to the presence of a metal layer on the top of the SQW results in increasing the intensity of emitted light from the QW. Interestingly, the metal layer thickness can be considered as a variable for changing the SP enhancement. Since the main SP enhancement in light emission does not match the central frequency of the emission spectra of the SQW, a new method is developed to adjust the SP peak to the emission spectrum of the SQW. In this method, a dielectric layer is placed over the metal layer. By changing the dielectric function of space over the metal layer which subsequently leads to variation in the dispersion diagram, we can tune the SP enhancement peak over the appropriate range of frequencies. In fact, our results indicate that this method is effective to achieve optimum enhancement of the light intensity from a SQW.
