تاثیر نانو‌ساختار‌ها برای مدیریت نور در ادوات الکترواپتیکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 آزمایشگاه فوتونیک، دانشکده فیزیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران

2 آزمایشگاه فوتونیک، دانشکده فیزیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران آزمایشگاه نانو فوتونیک، پژوهشکده علوم کاربردی، دانشگاه خوارزمی، تهران

چکیده

یکی از دغدغه‌های اصلی حوزه‌ی ادوات فوتوولتاییکی در سال‌های اخیر جذب فوتون بیشتر و افزایش راندمان است. اما با توجه به محدودیت‌های پیش‌رو برای رسیدن به این هدف باید از بعضی حدود عبور کرد و طراحی‌های جدیدی را ارائه داد. هدف از طراحی‌های جدید رسیدن به قطعاتی است که در آن‌ها فوتون در لایه‌ی جاذب قطعه حبس شود تا بتوانیم نحوه‌ی رفتار فوتون‌های حبس شده را به کنترل خود در‌آوریم و از این طریق به سیگنالی مطلوب برسیم. اما برای رفع محدودیت‌های پیش‌رو باید فیزیک حاکم بر رفتار نور در مواجهه با نانو ساختار‌های مواد متفاوت را بدانیم. پیش نیاز دست‌یابی به این توانایی شناخت دقیق رفتار نور در حضور لایه‌های مختلف و یا المان‌هایی است که در طول فرآیندلایه‌نشانی از آنها استفاده می‌کنیم. از طرفی با توجه به ابعاد طول موجی نور که در محدوده چند صد نانومتر قرار دارد، ناگزیر به طراحی ساختارهایی با ابعاد نانو برای گیراندازی و مدیریت نور هستیم، چرا که وقتی از نانو‌ساختار‌ها برای هدایت نور استفاده می‌کنیم در برهمکنش نور با آنها بحث تشدید مطرح می شود. اما می‌توان از راه‌های دیگری نیز به گیر‌اندازی نور پرداخت، مثلا ایجاد شیار بر روی سطح قطعه. به مجموع این فعالیت‌ها برای کنترل رفتار نور، مدیریت نور گفته می‌شود.
 

کلیدواژه‌ها


Bahama-E.A.Saleh,Malvin carlteich,John Wiley & sons,INC., 645 –690,(1994).
T. D. Dao, C. T. T. Dang, G. Han, C. V. Hoang, W. Yi, V. Narayanamurti, and T. Nagao, AIP Publishing, 193119, 101 – 103, (2013);
Y. H. Leung, Z. B. He, L. B. Luo, C. H. A. Tsang, N. B. Wong et al., AIP Publishing, 053102, 101 – 103, (2010);
 C. Soci, A. Zhang, B. Xiang, S. A. Dayeh, D. P. R. Aplin, J. Park, X. Y.Bao, Y. H. Lo, and D. Wang, Nano Lett. 7, 1003 (2007).
A. R. Bally, E. N. Korobeinikova, P. E. Schmid, F. Levy, and F. Bussy, J. Phys. D 31, 1149 (1998).
X. Li, S. Wu, P. Hu, X. Xing, Y. Liu, Y. Yu, M. Yang, J. Lu, S. Li, and W.Li, J. Appl. Phys. 106, 043913 (2009).
A. Ruiz, A. Cornet, G. Sakai, K. Shimanoe, J. R. Morante, and N.Yamazoe, Chem. Lett. 31, 892 (2002).
John  David Jackson, John Wiley & Sons INC.,third edition,295 – 395, (2001).
Albert Polman and Harry A.Atwater,NATURE MATERIALS, VOL 11, 174 – 175,  (2012).
10. Mark L. Brongersma1, Yi Cui, and Shanhui Fan, nature Materials, NMAT3921, 451 – 456, (2014).
11.  Yu, Z., Raman, A. & Fan, S. Proc, Nature Acad. Sci. USA 107, 17491–17496, (2010).
12. Fan, S. & Joannopoulos, J., Phys. Rev. B 65, 1–8,(2002).
13. Yu, Z., Raman, A. & Fan, S. Proc. Nature Acad. Sci. USA 107, 17491–17496,(2010).
14. Yu, Z., Raman, A. & Fan, S. Opt. Express 401, 397–401,(2010).
15. Pala, R. A. et al. Nature Commun. 4, 2095,(2013).
16. Martins, E. R., Li, J., Liu, Y., Zhou, J. & Krauss, T. F.Phys. Rev. B 86, 041404(R),(2012).
17. Callahan, D. M., Munday, J. N. & Atwater, H. A. Nano Lett. 12, 214–218,(2012).
18. Zhao, J. & Green, M. A.IEEE Trans. Electron Dev. 38, 1925–1934,(1991).
19. Xi, J.‑Q. et al.Nature Photon. 1, 176–179,(2007).
20. Oh, J., Yuan, H.‑C. & Branz, H. M. Nature Nanotech. 7, 743–748 (2012).
21. Linyou coa, Justin S.White, Joon-Shik Park, Jon A.Schuller, Bruce M.Clemens, nature Materials, NMAT2477, 643 – 646, (2009).
22. Tang, L. et al., Nature Photon. 2, 226- 229,  (2008).
23. Atwater HA, Polman, nature material, 9, 205–213, (2010).
24. Chuan Fei Guo,Tianyi Sun, Feng Cao, Qian Liu and Zhifeng Ren, nature/isa, 2047-7538/14, 2 – 6, (2014).
25. Pillai S, Green, sol energy master, 94, 1481 – 1486, (2010).
26. Spinelli P, Ferry VE et al, J Opt, 14: 024002, (2012).
27.  Brown MD, Suteewong T, Kumar RS, D’Innocenzo V, Petrozza A et al., Nano Lett, 11, 438 – 445, (2011).
28. Choi H, Chen WT, Kamat PV., ACS Nano, 6, 4418-4427, (2012).
29. Green MA, Pillai S., Nature Photonics, 6, 130-132, (2012).
30. Ferry VE, Polman A, Atwater HA, ACS Nano, 5, 10055-10064, (2011).
31. Zhu J, Hsu CM, Yu Z, Fan S, Cui Y., Nano Lett,10, 1979-1984, (2010).
32. Kim JB, Kim P, Pe´ gard NC, Oh SJ, Kagan CR et al., Nature Photonics, 6, 327-333, (2012).
33. U. M. Nayefa, K. A. Hubeatirb, Z. J. Abdulkareemba,optik,126, 2806 – 2810, (2016).
34. Hichem Ferhati and Fayçal Djeffal, IEEE sensors Journal, 1530, 1 – 5, (2016).