نوع مقاله : پژوهشی
نویسندگان
گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران
چکیده
طیف عبوری و چرخش فارادی از ساختار بلور مگنتوفوتونی با آرایش متقارن (AB)m InAs (BA)m با استفاده از روش ماتریس انتقال 4×4 بررسی شده‌است. لایه‌های B, A مواد دی‌الکتریک معمولی و InAs نیمرسانای ناهمسانگرد به‌عنوان لایه‌ی نقص عمل می‌کند. در گاف باند فوتونی ساختار، دو مدنقص با چرخش فارادی در همان ناحیه‌ی فرکانسی مدهای نقص ظاهر می‌شوند. در این مقاله نشان داده شده که با تغییر پارامترهای ساختاری تعداد تناوب و ضخامت لایه‌ی نقص امکان طراحی ساختار برای تقویت چرخش فارادی با شدت عبور نسبتا بالا وجود دارد. اثر پارامترهای خارجی، شدت میدان مغناطیسی و زاویه‌ی موج تابشی در تقویت مقادیر چرخش فارادی و شدت عبوری مطالعه و بهینه شده‌اند. بیشترین چرخش فارادی با شدت عبور نسبتا بالا حاصل در این کار به مقدار o23/44- در زاویه‌ی تابشی o20 بدست آمد. نتایج نشان می‌دهند مکان فرکانسی مدهای نقص در طیف عبوری و چرخش فارادی وابسته به راستای میدان تابشی و ضخامت لایه‌ی نقص و لی مستقل از تغییرات میدان مغناطیسی و تعداد تناوب ساختارند.
کلیدواژه‌ها
- Wang, Y. Zhang, X. Guo, T. Chen, H. Liang, X. Hao, X. Hou, W. Kou, Y. Zhao, T. Zhou, S. Liang, Z. Yang, A review of THz modulators with dynamic tunable metasurfaces. Nanomaterials 9, 7. 2019, 965-998
- Tamagnone, C. Moldovan, J. M Poumirol, A. B. Kuzmenko, A. M. Ionescu, J. R. Mosig, J. P. Carrier, Near optimal graphene terahertz non-reciprocal isolator. Nature communications 7, 11216. 2016, 1-6.
- W. Day, D. N. Payne, A. J. Barlow, J. J. Ramskov-Hansen, Faraday rotation in coiled, monomode optical fibers: isolators, filters, and magnetic sensors. Optic letters 7, 5. 1982, 238-240.
- Shi, X. F. Zang, Y. Q. Wang, L. Chen, B. Cai, Y. M. Zhu, A polarization-independent broadband terahertz absorber, Appl. Phys. Lett 105, 031104. 2014, 1-5.
- Fan, S.-T. Xu, X.-H. Wang, S.-J. Chang, Terahertz polarization converter and one-way transmission based on double-layer magneto-plasmonics of magnetized InSb, Opt. Express 24, 23. 2016, 26431-26443.
- Ren, C. L. Pint, L. G. Booshehri, W. D. Rice, X. Wang, D. J. Hilton, K. Takeya, I. Kawayama,M. Tonouchi, R. H. Hauge, J. Kono, Carbon nanotube terahertz polarizer, Nano Lett 9. 2009, 2610-2613.
- D. Dubois, V. Gilinsky and M. G. Kivelson, Propagation of electromagnetic waves in plasmas, Phys. Rev 129, 6. 1963, 2376-397.
- Crassee, J. Levallois, A.L. Walter, M. Ostler, A. Bostwick, E. Rotenberg, T. Seyller, D. Van Der Marel, A. B. Kuzmenko, Giant faraday rotation in single-and multilayer graphene. Nat. Phys. 7, 1. 2011, 48-51.
- Ferreira, J. Viana-Gomes, Y.V. Bludov, V. Pereira, N. M. R. Peres, A. H. Castro Neto, Faraday effect in graphene enclosed in an optical cavity and the equation of motion method for the study of magneto-optical transport in solids. Phys. Rev. B 84, 235410. 2011, 1-25.
- Gorbar, V. Gusynin, A. Kuzmenko, S. Sharapov, Magneto-optical and optical probes of gapped ground states of bilayer graphene. Phys. Rev. B 86, 075414. 2012,.
- Martinez, M. B. A.Jalil, S. G. Tan, Giant faraday and kerr rotation with strained graphene. Opt. Lett. 37, 15. 2012, 3237–3239.
- Shimano, Y. Ino, Y.P. Svirko, M. Kuwata-Gonokami, Terahertz frequency Hall measurement by magneto-optical Kerr spectroscopy in InAs. Appl. Phys. Lett. 81, 2. 2002, 199–201.
- Han, Z. Zhu, Y. Liao, Z. Wang, L. Yu, W. Zhang, L. Sun, T. Wang, The magneto-optical Kerr effect of InSb in Terahertz region. Phys. Lett. A. 315, 5. 2003, 395–398.
- M. Faraday, Diary entry on first observation of rotation of plane of polarization.. 1845, Faraday’s Diary, G. Bell & Son, Ltd., London, 1932.
- Pourali and H. Bahador, Tunable magneto- optical responses in a photonic crystal containing two plasma defect layers. Physics of Plasma. 26 013515. 2019, 1-8.
- Pourali, K. Alexander, V. Hessel and E. V. Rebrov, Tunable enhanced faraday rotation in a defected plasma photonic crystal under external magnetic field with different declinations. J. Phys. D: Appl. Phys. 54 50. 2021, 1-9.
- Roumi, R. Abdi- Ghaleh, tunable faraday rotation of light frome symmetric and asymmetric photonic crystals containing a plasma layer. Optical and Quantum Electronics. 53 633. 2021, 1-11.
- Levinshtien, S. Rumyantsev, M. Shur, Handbook series on semiconductor parameters. World Scientific. 1996,.
- Adachi, Optical Constants of Crystalline and Amorphous Semiconductors: numerical date and graphical information. Springer US, Boston, MA,. 1999, pp. 257–267.
- H. J. Buschow, R. W. Cahn, M.C. Flemings, B. Ilschner, E.J. Kramer, S. Mahajan, P. Veyssi`ere. Eds.,, Encyclopedia of Materials: Science and Technology, Elsevier, Oxford. 2001, pp. 1441–1452.
- Roumi, R R. Abdi- Ghaleh, Polar magneto- optical kerr effect of reflected from Graphene/ InAs/ Graphene/ Polyimide/ Al structure. Superlattices and Microstructures 158 107021. 2021, 1-10.
- Roumi, R R. Abdi- Ghaleh, An analytical method to study the magneto- optical effects of a graphene sheet embedded between two magneto optical media. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 536 168132. 2021, 1-7.
- Roumi, R R. Abdi- Ghaleh, Tunable polar magneto- optical kerr rotation of light from a one- dimensional photonic crystal containing a graphene/ InAs slab at THz range. Physica E: Low- Dimensional Systems and Nanostructures 144 11545. 2022, 1-8.
- Mehdian, Z. Mohammadzahery, A. Hasanbeigi, Magneto-optical properties of one-dimensional conjugated photonic crystal heterojunctions containing plasma layers. Applied Optics, 54, 26. 2015, 7949-7956.
- P. Yin, T. B. Wang, and H. Z. Wang, Magneto-optical properties of one-dimensional conjugated magneto photonic crystals heterojunctions. Eur. Phys. J. B 85. 2012, 104-110.
- W. Berreman, Optics in stratified and anisotropic media: 4×4-matrix formulation. J. Opt. Soc. Am. 62, 4. 1972, 502-510
- Kato, T. Matsushita, A. Takayama, M. Egawa, K. Nishimura, Theoretical analysis of optical and magneto- optical properties dimensional magnetophotonic crystals. J. Appl. Phys. 93, 7. 2003, 3906-3911.
- E. Iacobescu, Study of the faraday rotation in a nematic liquid crystal doped with methyl orange. Physics AUC 20 1. 2010, 31-36.
- Villa, J.A. Gaspar-Armenta, Photonic crystal to photonic crystal surface modes: narrow bandpass filters. Opt. Express. 12, 11. 2004, 2338-355.
)