بهينه‌سازي آشكارساز تراهرتز مبتني بر گرافن با استفاده از افزايش جذب

Absorption Improvement of graphene-based Terahertz detector

آشكارسازهاي نوري ساختارهايي هستند كه نور را به سيگنال الكتريكي تبديل مي‌كند و يكي از بخش‌هاي مهم مدارات مجتمع نوري هستند. آشكار سازي طيف فركانسي تراهرتز تا مادون قرمز، كاربردهاي فراواني در ارتباطات، علوم فضايي، علوم پزشكي براي اسكن اندام هاي مختلف  بدن، و كاربردهاي امنيتي در گيت‌ها و ... دارد.  در اين  مقاله يك آشكارساز تراهرتز مبتني بر گرافن با استفاده از افزايش ضريب جذب طراحي و شبيه‌سازي شده است. آشكار ساز مورد مطالعه، داراي محدوده فركانس آشكار سازي 3/0 تا 3 تراهرتز مي باشد. شبيه سازي هايي با حالت هاي مختلف ( بدون لايه هاي گرافن و با حضور لايه هاي گرافن) انجام شده تا تاثير قرار دادن لايه گرافن نشان داده شود. در ساختار نهايي با بكار بردن لايه هاي گرافن ميزان جذب آشكار ساز افزايش داده شده است. نتايج تحليل نوري ساختار جهت استفاده در شبيه‌سازي الكتريكي در بخش DEVICE نرم‌افزار لومريكال، انجام شده است.

Optical detectors are structures that convert light into electronic signals and are one of the important parts of optical integrated circuits. Recently, graphene has attracted the attention of researchers as a two-dimensional material with optical and electronic properties suitable for use in detectors, which covers the frequency spectrum from terahertz to infrared, and many applications in communication, space science, people scanning, and packaging. In this research, a terahertz detector based on graphene is designed and simulated and has been tried to increase of the absorption coefficient. By appling graphene to improving the optical absorption in the frequency range of 0. 3 to 3 terahertz, and subsequently the results obtained from the optical analysis to achieve the electrical results of the simulation of the optical detector in the DEVICE section of Lumerical software, have been applied.