多壁碳納米管陣列的光子學(xué)結(jié)構(gòu)及特性研究.pdf

1、碳納米管因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和物理、化學(xué)特性，被認(rèn)為是當(dāng)代材料科學(xué)的一項(xiàng)重大突破。其中多壁碳納米管可看做是由兩個(gè)以上不同直徑的石墨烯層卷曲而成。多壁碳納米管在波長量級(jí)上的周期性陣列，可構(gòu)成基于多壁碳納米管的光子晶體結(jié)構(gòu)。本論文利用有限元方法建立物理模型進(jìn)行研究和分析。
　　由于碳納米管陣列的介電響應(yīng)依賴波長的變化且具有各向異性的特點(diǎn)，我們使用Drude-Lorentz諧振子模型來表示，分別研究在不同偏振態(tài)TE、TM入射光作用下陣列結(jié)構(gòu)的

2、光子學(xué)特性。結(jié)果表明，TE偏振波入射該陣列結(jié)構(gòu)透射譜中出現(xiàn)了強(qiáng)烈的等離子體截止效應(yīng)。
　　通過透射譜以及電場(chǎng)分布圖研究了多壁碳納米管陣列中的缺陷波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，分析其原本處于光子帶隙的頻率被局域在缺陷中并沿著缺陷傳輸?shù)奶匦?。根?jù)不同偏振態(tài)對(duì)缺陷的敏感度不同，設(shè)計(jì)了可以實(shí)現(xiàn)低損耗、低串?dāng)_，而且工作波長范圍較寬的基于多壁碳納米管陣列的偏振分束器。
　　利用有限元算法穩(wěn)態(tài)求解器解決非線性特征值問題，得到所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的色散關(guān)系曲線，從而得到