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Title: Polaritons em cristais fotônicos intercalados com grafeno
Authors: Soares, Pablo José Lima
Keywords: Polaritons;Grafeno;Fibonacci
Issue Date: 8-Aug-2019
Citation: SOARES, Pablo José Lima. Polaritons em cristais fotônicos intercalados com grafeno. 2019. 73f. Dissertação (Mestrado em Física) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019.
Portuguese Abstract: Apresentamos a propagação de ondas eletromagnéticas em estruturas multicamadas periódicas e quasi-periódicas (tipo Fibonacci), intercaladas por uma camada de grafeno, usando um modelo teórico baseado no tratamento da matriz transferência para simplificar a álgebra, que pode ser bastante elaborada. A estrutura de multicamadas é composta por dois materiais A e B com índices de refração positivo e negativo na região de frequência terahertz (THz). A camada A é um semicondutor (carboneto de silício - SiC), com uma função dielétrica tipo plasmon-fônon e uma permeabilidade magnética constante. A camada B é um metamaterial (tantalato de lítio - LiT aO3) com uma função dielétrica do tipo plasmon-polariton e uma permeabilidade magnética do tipo Drude. Os espectros da banda fotônica são investigados não somente para o caso ideal, onde o índice de refração dependente da frequência de um dos materiais pode ser considerado constante na faixa de frequência considerada, bem como o caso mais realista, levando em conta um índice de refração dependente da frequência para ambos os materiais. A chamada região de zero-gap do índice de refração médio η da estrutura fotônica é também investigada. Apresentamos também uma análise quantitativa dos resultados, mostrando a distribuição das larguras de banda fotônicas permitidas para as altas gerações, o que dá uma boa visão sobre suas leis de localização e potência.
Abstract: We presented an electromagnetic wave propagation in periodic and quasiperiodic (Fibonacci type) multilayer structures, intercalated by a graphene layer, using a theoretical model based on a transfer matrix treatment to simplify the algebra which can be otherwise quite heavy. The multilayer structure is composed by two materials A and B with positive and negative refraction indexes in the terahertz (THz) region. Medium A is a semiconductor (silicon carbide - SiC), with a plasmon-phonon dielectric function and a constant magnetic permeability. Medium B is a metamaterial (lithium tantalate - LiT aO3) with a plasmon-polariton type dielectric function and a Drude type magnetic permeability. We discussed the photonic band gap spectra for both the ideal cases, where the refractive index dependent on the frequency of one of the materials can be considered constant in the the frequency range investigated, as well as the more realistic case, taking into account frequency-dependent refraction index for both materials. The so-called zero-gap region of the mean refractive index η of the photonic structure is also investigated. We also presented a quantitative analysis of the results, pointing out the distribution of the allowed photonic bandwidths for high generations, which gives a good insight about their localization and power laws.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27800
Appears in Collections:PPGFIS - Mestrado em Física

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