Electrically tunable plasmon induced transparency in hybrid metal-graphene structures

Hibrid metal-grafen yapıları, ışığı etkili bir şekilde manipüle etmek ve kontrol etmek için tasarım esnekliği sağlar. Bu yapılar, iletim (transmission) ve yansıma (reflection) modlarında ayarlanabilen plazmonla uyarılmış geçirgenlik (PIT) üretmek için kullanılabilir. PIT elektromanyetik olarak indüklenen geçirgenliğin (EIT) bir plazmonik analoğudur. PIT ve Yansıma Tipi PIT (RPIT) aygıtlar, deneysel olarak incelenmiştir fakat bunlar ayarlanamaz ve bunların ayarlanabilir tasarımların sayısal analizleri simülasyonlar ile sınırlanmıştır. Bu tezde bu zorlukların üstesinden gelebilmek için bir hibrit metal-grafen tasarımı kullanılmıştır. Ayarlanabilir PIT ve RPIT aygıtlar, ayarlanabilir gelişmiş biyoalgılayıcı ve değiştirilebilir? sistemler için kullanılabilirler. PIT-etkisi sayısal olarak incelenmiş ve farklı boyutlardaki iki aygıtta deneysel olarak gerçekleştirilmiştir. Sayısal simülasyonlar Zamanda Sonlu Farklar (FDTD) yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Tasarım, grafen tabakasının üzerinde bulunan iki parallel altın şeridine dayanmaktadır. PIT-etkisi bu altın şerittin, iki parlak modunun zayıf hibridizasyonu ile başarılmıştır. PIT-etkisi grafenin Fermi enerjisinin (Ef) değişimi ile ayarlanır. Üstten kapılama metodu (Top gating method), deneylerde yüksek ayarlanabilirliğe ulaşmak için kullanılmıştır., 3V'a kadar Gate (kapı) voltajı uygulanarak PIT penceresinde toplam 263 nm kayma elde edilmiştir. Bu cihazların spectral kontrast (izgesel karşıtlık) oranı % 82'ye kadardır. Ek olarak, ayarlanabilir RPIT etkisi aynı metal-grafen yapısı kullanarak elde edilmiştir. Ayarlanabilir RPIT dört katmanlı tasarımı, sayısal olarak araştırdım ve deneysel olarak gerçekleştirdim. Bu aygıtın tepkisi de üstten kapılama yöntemi kullanılarak ayarlanmaktadır. 220.8 nm' lik bir ayarlanabilirliği RPIT zirvesinde 3 V ile gözlemlenmiştir.