Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Պլազմոնային ալիքատարներ և ոեզոնատորներ մետաղ-դիէլեկտրիկ-մետաղ կաոուցվածքներում

Վարդանյան, Արտաշես Յուրիի (2013) Պլազմոնային ալիքատարներ և ոեզոնատորներ մետաղ-դիէլեկտրիկ-մետաղ կաոուցվածքներում. PhD thesis, ԵՊՀ.

[img]
Preview
PDF (Abstract)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (800Kb) | Preview

    Abstract

    ժամանակակից նանոսխեմաներում հաղորդիչների փոխարեն լուսատարների օգտագործումն ընձեռում է տեղեկատվության մշակման համակարգերի արագագործության մեծացման հնարավորություններ: Սակայն այս խնդրի լուծման ճանապարհին հանդես են գալիս մի շարք սկզբունքային դժվարություններ: Հայտնի է, որ դիֆրակցիոն երևույթները խոչընդոտում են լուսային ազդանշանի տեղայնացմանն իր ալիքի երկարության կեսից ավելի փոքր տիրույթում: Փոքր չափսերով, սակայն լայն թողարկման շերտով օպտիկական շղթաների ստեղծումը հետազոտողները կապում են մակերևութային պլազմոն պոլյարիտոնների (ՄՊՊ) արտասովոր ֆիզիկական հատկությունների հետ, որոնք էլեկտրամագնիսական ալիքի և էլեկտրոնային պլազմայի համատեղ տարածվող տատանումներն են և տեղայնացված են մետաղը դիէլեկտրիկից բաժանող սահմանին: Ներկայումս արդեն կասկած չի հարուցում ՄՊՊ-ների օգնությամբ դիֆրակցիոն սահմանը շրջանցելու հանգամանքը [1,2]: Տեղեկատվության մշակման արագագործությանը միտված հաջորդ սերնդի նանոմետրական չափսերով ինտեգրալային սարքերի զարգացման կարևորագույն ուղղություններից մեկը' նանոպլազմոնիկան, հանդիսանում է ՄՊՊ-ների հատկությունների հետազոտմանը նվիրված նոր բնագավառ: Նանոմետրական չափսերով ինտեգրալային սարքերը պետք է համատեղեն օպտիկական մեթոդներին բնորոշ ազդանշանների գերարագ մշակման հնարավորությունները և ալիքի երկարությունից փոքր չափսեր ունեցող էլեկտրոնային շղթաների առավելությունները: էլեկտրամագնիսական ալիքների ուղղորդված տարածման համար ավելի քան հարյուր տարի է, ինչ օգտագործվում են ալիքատարներ: Արդի ժամանակաշրջանում ալիքատարները կիրառվում են էլեկտրամագնիսական ալիքների բավականաչափ լայն տիրույթում' սկսած գերբարձր հաճախությունների տիրույթում կիրառվող ուղղանկյուն ալիքատարներից մինչև օպտիկական հաճախությունների տիրույթում լայն տարածում գտած դիէլեկտրական մանրաթելերը: ՄՊՊ ալիքատարները հնարավորություն են ստեղծում էլեկտրամագնիսական ճառագայթման տարածման համար, ինչպես օպտիկական մանրաթելը, սակայն օգտագործելով մի կարգ փոքր լայնական չափսերով մետաղական կառուցվածքներ: Диссертация посвящена выявлению возможностей создания быстордействующих квантовых излучателей и приемников в спектре оптических и терагерцовых частот. В частности, путем определения основных параметров и оптимальных структур для плазмонных волноводов и резонаторов, которые являются основными составляющими таких устройств. Показано, что в вогнутой области параллельных металлических цилиндров или конусов могут формироваться волноводные моды поверхностных плазмонных поляритонов (ППП). Зависимость волнового числа и распределения поля этих волн от минимальной ширины щели и диэелектрической проницаемости дает широкие возможности для образования мод с необходимыми характеристиками в нанометрических поперечных размерах. Большое число параметров задачи усложняет выявление оптимальных условий локализации и хранения энергии в волноводе. Предложенную нами теорию можно использовать для проектирования плазмонных волноводов и для быстрой оценки необходимых характерных параметров. Показано, что в резонаторах с V-образными щелями возможно локализовать поперечные размеры светового сигнала в нанометрической области, что создаст благоприятные условия для улучшения пороговых условий нанолазеров. Величина, которая является соотношением добротности и обьема резонатора и считается показателем характеристик резонатора существенно возрастает. The thesis is devoted to identify the creation opportunities of high-speed quantum emitters and detectors in the range of the optical and terahertz frequencies. Particularly by defining the basic parameters and the optimal structures for the plasmonic waveguides and the resonators which are the basic components of such devices. We shown that in curved area of parallel metallic cylinders or cones can be formed the waveguide modes of surface plasmon polaritons (SPP). The dependence of the wavenumber and the field distribution of these waves from the minimum gap width and permittivity provides ample opportunities for formation of modes with the necessary characteristics in nanometric transverse dimensions. The large amount of object parameters complicates the detection of optimal conditions for localization and storing of energy in waveguide. We shown that in resonators with V-shaped gaps is possible localize the the transverse dimensions of light signal in the nanometric area. This effect can create the good conditions for improving the threshold conditions of nano lasers. The division of quality factor to the volume of resonator increases significantly. In nanoresonators limited by toroidal surfaces in the first time are obtained analytical expressions for the quality factor and the localization of the wave signal mods give possibility to determine the optimal characteristics for such systems. The wave energy of resonant modes can be stored or released evanescently with possibility to control incoming and releasing radiation by attaching with the SPP mode in the waveguide.

    Item Type: Thesis (PhD)
    Additional Information: Плазмонные волноводы и резонаторы в структурах металл-диэлектрик-металл. Metal-dielectric-metal plasmonic waveguides and resonators.
    Uncontrolled Keywords: Варданян Арташес Юрьевич, Vardanyan Artashes Yura
    Subjects: Physics
    Divisions: UNSPECIFIED
    Depositing User: NLA Circ. Dpt.
    Date Deposited: 05 May 2017 14:53
    Last Modified: 05 May 2017 16:21
    URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/4610

    Actions (login required)

    View Item