امیر مدنی

گرافن به عنوان یک ماده دو بعدی با ضخامت یک اتم کربن در حضور میدان مغناطیسی خارجی، ویژگی های مگنتواپتیکی به خصوص در ناحیه فرکانسی تراهرتز نشان می دهد. همچنین این ویژگی ها در مواد نیم رسانا مانند InAs و InSb نیز در حضور میدان مغناطیسی گزارش شده است. چرخش کر پایین این مواد کاربرد آن ها در ادوات مگنتواپتیکی از جمله در ذخیره ساز داده ها، حسگرهای مغناطیسی و مبدل های قطبش که نیازمند چرخش کر بزرگ هستند را محدود کرده است. ما در این رساله به مطالعه ی چرخش کر افزایش یافته از ساختارهای لایه ای حاوی گرافن و مواد نیم رسانای مگنتواپتیکی در ناحیه تراهرتز پرداخته ایم. برای محاسبه ویژگی های مگنتواپتیکی ساختارهای لایه ای شامل ورقه ی گرافن تعبیه شده بین دو ماده مگنتواپتیک(MO) نیم بی نهایت، یک روش ماتریس انتقال 4 در 4 را توسعه داده ایم. این روش می تواند برای محاسبه پاسخ های مگنتواپتیکی ساختارهای MO-MO، MO -دی الکترک و دی-الکتریک- دی الکتریک با یک ورقه ی گرافن در مرز آن ها، مورد استفاده واقع شود. ضریب شدت بازتاب، زاویه ی چرخش کر و بیضی گونگی نور بازتابی از این ساختارها با استفاده از این روش قابل محاسبه است. ما کارایی روش خود را با چند روش پیشین ارائه شده توسط دیگر نویسندگان مقایسه و ارزیابی کردیم. برای ارزیابی عددی روش پیشنهادی ورقه ی گرافن روی زیرلایـه ی نیم بی نهایت InAs را در نظر گرفته ایم. برای به دست آوردن چرخش کر مگنتواپتیکی افزایش یافته، یک ساختار چندلایه ای، و یک ساختار بلورفوتونی یک بعدی حاوی Graphene/InAsرا در هندسه بازتاب بررسی نموده ایم. همچنین، اثرات شدت میدان مغناطیسی خارجی و چگالی حامل های بار در گرافن را روی تنظیم-پذیری پاسخ مگنتواپتیکی ساختارهای پیشنهادی بررسی کرده ایم.