Mechanical effects on the electro-optical properties of silicon-carbon nanotube based metamaterials for photo-absorber applications

Geniş bir uygulama yelpazesine sahip olması ve gelecek vaat eden bir ilgi alanı olmasından dolayı meta malzeme teknolojisi yakın zamanın popüler araştırma alanlarından birisidir. Bu teknoloji, tıp, enerji ve askeri alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Üretilen enerji miktarını arttırmak için, meta malzemeler güneş fotovoltaikleri alanında kullanılmaktadır. Bu tezde, üç farklı silikon-karbon nanotüp bazlı meta malzemeden oluşan absorblayıcı önerilmektedir ve önerilen üç tasarımın mekanik bükülme geriliminden dolayı oluşan elektro-optik özelliklerindeki değişimler 400 THz ile 1200 THz (görünür ve ultraviole) frekans aralığında incelenmektedir. Önerilen absorblayıcılar üç katmandan oluşmaktadır: rezonatörler, substrat ve zemin plakası. Resonatörler ve zemin plakası Alüminyumdan, substrat ise silicon-karbon nanotüp kompozitinden oluşmaktadır. Kompozitin %5'i karbon nanotüpden geri kalanı ise silikondan oluşmaktadır. Simulasyon sonuçlarına göre, üç soğurucu ele alındığında, güneş ışınımının en az %72'si emilmektedir. Ayrıca, bu tezde önerilen soğuruculara bükme deformasyonları uygulandığında rezonans frekans kaymaları, çift bant frekans tepkisi ve emilim oranlarında artışlar gözlenmiştir.