بخشی از مقاله
چکیده :
در این مقاله به بررسی میزان تراگسیل، بازتاب و جذب تابش موج الکترومغناطیس در ساختاری که گرافن روی یک لایهی دیالکتریک قرار گرفته است میپردازیم. هدف دستیابی به میزان بازتاب وتراگسیل مطلوب باجذب کم است. جهت انجام محاسبات ماتریس انتقال 4×4 بهکار گرفته شده است. شرای تاثیرگذار بر مقدارجذب، بازتاب و تراگسیل، شامل میدان مغناطیسی، ناحیهی طیفی و زاویهیتابش است. در راستای دست یابی به نتیجهی مطلوب، تابشموج الکترومغناطیس بر سیستم را تحت این شرای بررسی نمودهایم و از ناحیهی طیفی 1-10 - THz - و میدان مغناطیسی - T - 17 بهره گرفتهایم. گرافن لایهای است که تحت تاثیر میدان مغناطیسی، از خود خواص مگنتو اپتیکی نشان میدهد. به همین دلیل در مورد اثر فارادی، شامل چرخش قطبش و بیضوی گون در حالتهایی که ضرایب تراگسیل، بازتاب و جذب را بررسی نموده ایم، تحقیق میکنیم، تا نتایج مطلوب، تحت شرای یکسان حاصل شود.
واژگان کلیدی: گرافن، تراهرتز، مگنتو اپتیک
مقدمه
در پی اندرکنش نور با محی تحت تاثیر میدان مغناطیسی خارجی، اثرات مگنتواپتیکی ایجاد میشود .[1] به طور کلی، اثرات مگنتو اپتیکی، بر حسب اینکه نور تابشی از محی مغناطیده بازتاب و یا عبور یافته است به دو مد تراگسیل و بازتابی تقسیم میشوند. [2] اولین اثر مگنتواپتیکی توس مایکل فارادی در سال 1845 گزارش شد. وی مشاهده نمود که بردار قطبش نور قطبیدهی خطی در اثر عبور از محی شفافی که میدان مغناطیسی خارجی موازی با جهت انتشار نور به آن اعمال شده باشد، چرخش مییابد و میزان این چرخش با میدان مغناطیسی اعمالی و طول ماده متناسب است [3] .این پدیده تحت عنوان چرخش فارادی نامگذاری شد.باگسترش مطالعات در زمینهی اندرکنش نور بامحی مغناطیده،اثرات مگنتواپتیکی دیگری همچون اثرکر[4]، اثرویگت و اثر کاتون-ماتونمعرفی گردید.
در اوایل قرن بیستم میلادی فیلم نازک مغناطیسی پوشانیده شده با لایهی دیالکتریک به منظور تقویت خواص مگنتواپتیکی، جهت استفاده در ذخیره سازی اطلاعات مورد استفاده قرارگرفت. گرافن یکی از ساختارهایی است که تحت تاثیر میدانمغناطیسی خارجی، خواصمگنتواپتیکی در آن قابل مشاهده است. گرافن برای اولین بار در سال1947توس فیلیپ والاس بیان شد. [5] گرافن خالص تکلایه، از خود خواص شبه-فلزی نشان میدهدکه ازپیوند اتمهای کربن به وجودآمده وضخامتش تنها یک اتم کربن است. [6]در مقالهی حاضر، ویژگیهای تراگسیل، بازتاب واثر فارادی را در گرافن شامل زیرلایه بررسی میکنیم و چگونگی این خواص رابرحسب تغییرات فرکانس موج تابشی،زاویهی تابش موج الکترومغناطیس و تغییرات میدان مغناطیسی اعمالی ارزیابی میکنیم.
روش انجام محاسبات
جهت بررسی خواص موج الکترومغناطیس فرودی بر رویگرافن شامل زیرلایه، میتوان از روش ماتریس انتقال 4 ×4 استفاده کرد. [7] این روش از طریق معادلات ماکسول، با اعمال شرط پیوستگی مولفههای مماسی و عمود قطبشخطی موج فرودی قابل دستیابی است. Mb مولفههای موج الکترومغناطیس ساختار واقع در صفحهی x-y را بههم مرتب میسازد.
