بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله اثر اضافه شدن نانوذرات گرافیت به تیغه دیالکتریک مغناطیده در پدیده چرخش فارادی مورد بررسی قرار میگیرد. در تابش عمود لیزر با قطبش خطی بر تیغه نانوکامپوزیت گرافیت-ژرمانیم که در میدان مغناطیسی خارجی قرار دارد، تفاوت در پاشندگی امواج قطبیده دایروی راستگرد و چپگرد موجب چرخش میدان الکتریکی موج میشود. با استفاده از مدل لورنتس-درود معادله پاشندگی برای اموج دایروی راستگرد و چپگرد در نانو کامپوزیت حاصل شده و میزان چرخش فارادی در نانوکامپوزیت برای مقادیر مختلف از میدان مغناطیسی خارجی محاسبه گردیده است. مشاهده شده است که تشدید پلاسمون گرافیت با ساختار صفحات به موازات میدان الکتریکی تأثیر اساسی در چرخش فارادی دارد و افزایش جمعیت نانوذرات گرافیت با صفحات موازی میتواند سبب تقویت اساسی ناهمسانگردی محیط شود.
مدل کلاسیکی شبیه مدل لورنتس-درود، معادله حرکت الکترونهای لایه ظرفیت نانوذرات گرافیتی را حل نموده و گذردهی الکتریکی یک نانو ذره تنها را بدست آوردهایم. با توجه به ساختار ناهمسانگرد گرافیت، فرض شده است که در ترکیب نانوکامپوزیت، ذرات با صفحات اصلی به موازات میدان الکتریکی لیزر و نیز عمود بر آن، هر دو وجود دارند. با استفاده از تئوری ماکسول- گارنت [6]، گذردهی مؤثر نانوکامپوزیت محاسبه گردیده و با استفاده از معادلات ماکسول، پاشندگی محیط برای امواج دایروی راستگرد و چپگرد محاسبه شده و از اختلاف ضرایب شکست این دو قطبش، چرخش فارادی محاسبه گردیده است.
معادله دیفرانسیل غیر خطی حرکت ابر الکترونی جهت بررسی انتشار موج الکترومغناطیسی در محیط نانوکامپوزیت، شعاع متوسط نانوذرات فلزی را rc و فاصله جدایی آنها را d در نظر میگیریم. بدلیل سنگینی یونها، نور لیزر فقط با ابر الکترونی ذرات بطور مؤثر برهم کنش کرده و در نتیجه یونها ساکن فرض شدهاند. میدان مغناطیسی خارجی B0 در راستای محور z برنانوکامپوزیت اعمال شده است.
جایگزین مناسب در این مورد میتواند گرافیت باشد. به دلیل پایین بودن چگالی الکترونهای رسانش گرافیت، نانوذرات گرافیت حساسیت بیشتری نسبت به میدان مغناطیسی دارند زیرا با توجه به ظاهر شدن فرکانس پلاسمون و سیکلوترونی در کنار هم در مدل لورنتس-دبای، این دو فرکانس بایستی قابل مقایسه نسبت به هم باشند تا میدان مغناطیسی بتواند تأثیر بسزایی در مسأله داشته باشد. گرافیت یک شبه فلز با ساختار بلوری تک محوری است که ناهمسانگردی شدیدی در راستای عمود بر صفحات اتمی و موازی با آن، از خود نشان میدهد .[8] بنابراین کیفیت انتشار امواج الکترومغناطیسی در راستای موازی با صفحات اتمی با راستای عمود برآن تفاوت دارد. اندیسهای || و را برای E || n و E n در نظر میگیریم.
