مشخصات پژوهش

عنوان	طراحی دروازه‌های منطقی پایه با نانوساختارهای پلاسمونیکی تحت اثر کر و نانولایه‌های جاذب بهینه‌شده برای سلول‌خورشیدی ماهواره‌ای
نوع پژوهش	پایان نامه
کلیدواژه‌ها	(دروازه منطقی)، (اثر غیرخطی)، (پلاسمونیک)، (چندلایه‌ها)، (فوتونیک کریستال)
چکیده	در این پژوهش، چندین دروازه‌های منطقی تمام‌نوری شامل AND, NOR, OR و NOT و همچنین دروازه‌های پیشرفته شامل نیم‌جمع‌کننده، ‌نیم‌تفریق‌کننده (Half-Adder Half-Subtractor) بر پایه موجبرهای پلاسمونیکی و روش FDTD طراحی و شبیه‌سازی شدند. نوآوری این پژوهش در طراحی نانو دروازه‌های پایه مذکور تنها با استفاده از یک ساختار هندسی نانوپلاسمونیکی غیرخطی ثابت و ساده است که در پاسخ زمانی فوق‌کوتاه ۵۰ فمتوثانیه عمل می‌کنند. همچنین، در طراحی دروازه‌های نیم‌تفریق‌کننده و نیم‌جمع‌کننده از ساختار دوبعدی شش‌ضلعی فوتونیک کریستالی غیرخطی کر و تعدیل کننده ماخ زندر استفاده شده است که از یک هندسه نانومتری بسیار خاص بهره می‌برند. نمودار عبور هر دروازه در طول‌موج انتخاب شده مربوط به آنها دارای اختلاف عبور بسیار مطلوبی است و محاسبات میدان‌های مغناطیسی نیز نشان می‌دهد که دروازه‌ها موردنظر عملکرد بسیار خوبی دارند. این دروازه‌ها برای ساخت رایانه‌های فوتونیکی، چیپ‌های تمام‌نوری و واحد پردازش مرکزی تمام‌نوری استفاده ‌می‌شوند. از طرف دیگر، چهار ساختار متناوب، شامل محیط‌هایی متشکل از مواد ضدبازتاب یا شفاف و گرافن به عنوان ماده جاذب به منظور جذب طیف مریی خورشید از فرابنفش تا مادون قرمز نزدیک طراحی و با هم مقایسه شد. به بیان دیگر، با استفاده از روش ماتریس انتقال، این ساختارها برای سلول‌های خورشیدی لایه نازک پیشنهاد شده است چون می‌توانند کل طیف خورشید را در گستره‌ طول موج‌ ( nm300-3000) و با زوایای فرود (°90-°0) جذب کنند. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که میزان جذب به طور میانگین بالای91% است. از کاربردهای آنها می‌توان به سلول‌های خورشیدی لایه‌نازک بر روی ماهواره‌ها، فضاپیماها و غیره اشاره کرد.
پژوهشگران	آرزو رشیدی (استاد مشاور)، امین قادی (استاد راهنما)، بنیامین درزی (دانشجو)