فصلنامه علمی کارافن

فصلنامه علمی کارافن

بررسی عددی تأثیر نانوحفره های دی الکتریک بر پاسخ اپتیکی لایه فلزی آلومینیوم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی (توسعه ای)

نویسندگان
1 دانشکده علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
2 گروه فیزیک-دانشکده علوم- دانشگاه لرستان- خرم آباد- ایران
10.48301/kssa.2025.486584.3036
چکیده
آرایه‌های تناوبی نانوحفره‌های دی‌الکتریک به دلیل توانایی بالا در کنترل برهمکنش مدهای پلاسمونی بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند. این پژوهش، به مطالعة آرایش و ترکیب پلاسمونیک آرایه‌های تناوبی دو بعدی نانوحفره‌ها‌ی استوانه‌ای شکل از جنس هوا در لایه فلزی Al می‌پردازد. مدهای پلاسمونی این نانوساختار را با استفاده از روش عددی تفاضل متناهی حوزه زمان و تحت تابش نرمال قطبش-s در محدوده nm750-300 بررسی می‌کنیم. در این کار تلاش می‌شود با به کارگیری ابعاد مناسبی از نانوحفره‌ها، مدهای پلاسمون شبکه سطحی قوی را در طیف انعکاس کلی ضعیف شده در ناحیه مرئی ایجاد نمائیم. با تغییر دوره تناوب و شعاع نانوحفره‌ها در دوره تناوب nm300 و شعاع nm80 در طول موج nm477 بالاترین میزان جذب در نزدیکی مدهای پراش زیرلایه دی‌الکتریک ایجاد می‌شود. این مد پلاسمونی امکان دستیابی به میدان‌های جایگزیده قوی را برای ما فراهم می‌کند. در این راستا، با تغییر ضریب شکست نانوحفره‌ها و محیط اطراف، تغییرات محسوسی در جایگاه و شدت مدها با تغییر به طول موج‌های بالاتر مشاهده می‌کنیم. میزان حساسیت این مد برابر nm/RIU41 است. از اینرو، نتایج حاصل از این پژوهش می‌تواند نانوساختار طراحی شده را به عنوان گزینه مناسبی برای کاربرد در حسگرهای ضریب شکست نشان ‌دهد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Numerical investigation of the effect of dielectric nanoholes on the optical response of aluminum metal layer

نویسندگان English

Nasrin Sepahvand 1
AbdolMohammad Ghalambor Dezfuli, 1
Mohsen Bahrami 2
1 Department of Physics,Faculty of Science, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
2 Department of Physics-Science Faculty-University of Lorestan-Khorramabad-Iran
چکیده English

Periodic arrays of dielectric nanoholes have received much attention due to their high ability to control the interaction of plasmonic modes. This research studies the arrangement and composition of plasmonic two-dimensional periodic arrays of cylindrical nanoholes made of air in the Al metal layer. We investigate the plasmonic modes of this nanostructure using the time domain finite difference numerical method under normal s-polarized radiation in the range of 300-750 nm. In this work, we try to create strong surface lattice plasmon modes in the attenuated total reflection spectrum in the visible region by using appropriate dimensions of nanoholes. By changing the period and radius of the nanoholes in the periodic period of 300 nm and the radius of 80 nm in the wavelength of 477 nm, the highest amount of absorption is created near the diffraction modes of the dielectric substrate. The plasmonic mode allows us to obtain strong alternating fields. In this regard, by changing the refractive index of nanoholes and the surrounding environment, we observe noticeable changes in the position and intensity of the modes by changing to higher wavelengths. The sensitivity of the mode is equal to 41 nm/RIU. Therefore, the results of this research can show the designed nanostructure as a suitable option for use in refractive index sensors.

کلیدواژه‌ها English

Aluminium
Finite difference time domain (FDTD)
Sensor
Mode of Plasmonic
Nanohole
دوره 22، ویژه نامه
علوم انسانی
پاییز 1404

  • تاریخ دریافت 18 آبان 1403
  • تاریخ بازنگری 26 دی 1403
  • تاریخ پذیرش 19 فروردین 1404