پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 49 |
| تعداد شماره‌ها | 1,339 |
| تعداد مقالات | 11,534 |
| تعداد مشاهده مقاله | 25,217,905 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 16,772,016 |
دوپایداری نوری در یک کاواک نوری نامتقارن فابری- پرو پر شده با مولکولهای هیبریدی تشکیل شده از یک نقطه کوانتومی نیمرسانا جفت شده با یک نانوکره پوشیده با گرافن | ||
| فصلنامه علمی اپتوالکترونیک | ||
| مقاله 5، دوره 8، شماره 4 - شماره پیاپی 25، مرداد 1405، صفحه 53-60 اصل مقاله (833.7 K) | ||
| نوع مقاله: پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.30473/jphys.2025.75965.1260 | ||
| نویسندگان | ||
| نادر دانش فر* 1؛ علی بهاری2؛ میلاد جلیلیان3 | ||
| 1گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران | ||
| 2گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران | ||
| 3گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد، ایران | ||
| چکیده | ||
| در این مقاله، دوپایداری نوری در یک کاواک نوری نامتقارن فابری- پرو حاوی نقاط کوانتومی نیمرسانا جفت‌شده با نانوکره‌های پوشیده با گرافن به علت خواص نوری برجستۀ گرافن، همچون پاسخ اپتیکی غیرخطی قوی و برهمکنش قوی نور با گرافن که کاربردهای بالقوه زیادی در دستگاه‌های اپتوالکترونیکی دارد، بررسی می‌شود. در مولکول هیبریدی نقطه کوانتومی نیمرسانا- نانوذره پوشیده با گرافن، نقطه کوانتومی همچون یک سیستم اتمی در نظر گرفته می‌شود و هامیلتونی سیستم تحت تقریب دوقطبی الکتریکی و موج چرخان نوشته می‌شوند. سپس معادلات دینامیکی سیستم در رهیافت ماتریس چگالی نوشته شده و از معادله ماکسول برای توصیف انتشار میدان کاوش‌گر درون کاواک جهت دستیابی به دوپایداری اپتیکی استفاده می‌شود. با حل معادلات ماتریس چگالی در حالت پایا و اعمال شرایط مرزی، رابطه بین میدان‌های فرودی و تراگسیل به‌دست می‌آید که با استفاده از آن می‌توان شدت خروجی برحسب شدت ورودی را بررسی کرد. لازم به ذکر است که ساختارهای هیبریدهای متشکل از نقطه کوانتومی- نانوذره به دلیل توانایی در تقویت برهمکنش پلاسمون– اکسایتون همواره مورد توجه قرار گرفته‌اند؛ بنابراین پوشاندن یک نانوذره با گرافن، امکان تنظیم‌پذیری بیشتری را فراهم می‌سازد. اثر اندازه نانوذره، چگالی تعداد ذرات مولکولهای هیبریدی و میزان شدت عبور روی دوپایایداری اپتیکی و رفتار منحنی پسماند آن بررسی می‌شود. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| دوپایداری نوری؛ نانوذره پوشیده با گرافن؛ نقاط کوانتومی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Optical Bistability in an Asymmetric Fabry-Perot Optical Cavity Filled with Hybrid Molecules Consisting of a Semiconductor Quantum Dot Coupled to a Graphene-Covered Metal Nanosphere | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Nader Daneshfar1؛ Ali Bahari2؛ Milad Jalilian3 | ||
| 1Department of Physics, Faculty of Science, Razi University, Kermanshah, Iran | ||
| 2Department of Physics, Faculty of Science, Lorestan University, Khorramabad, Iran | ||
| 3Department of Physics, Faculty of Science, Lorestan University, Khorramabad, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| In this paper, optical bistability in an asymmetric Fabry-Pérot optical cavity filled with semiconductor quantum dots coupled to graphene-coated metal nanospheres investigated due to the outstanding optical properties of graphene, such as its strong nonlinear optical response and strong light-graphene interaction, which have many potential applications in optoelectronic devices. In a hybrid molecule consisting of a semiconductor quantum dot coupled to a graphene-coated nanoparticle, the quantum dot is considered as an atomic system, and the Hamiltonian of the system is written under the electric dipole and rotating-wave approximations. Then, the dynamical equations of the system are formulated using the density matrix approach, and Maxwell's equation is used to describe the propagation of the probe field inside the cavity in order to achieve optical bistability. By solving the density matrix equations in the steady state and applying the boundary conditions, the relationship between the incident and transmitted fields is obtained, which can be used to investigate the output intensity as a function of the input intensity. It should be noted that the hybrid structures consisting of a quantum dot-metal nanoparticle hybrid structures have been of interest in recent years due to their ability to enhance plasmon-exciton interactions; therefore, covering a nanoparticle with graphene allows for greater tunability. The effect of nanoparticle size, the number density of hybrid molecules, and the transmission intensity on optical bistability and its hysteretic behavior investigated. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Optical Bistability, Graphene-Coated Nanoparticle, Quantum Dot | ||
| مراجع | ||
|
[1] Gibbs, H., Optical bistability: controlling light with light. 2012: Elsevier.
[2] Peres, N., et al., Optical bistability of graphene in the terahertz range. Physical Review B, 2014. 90(12): p. 125425.
[3] Tohari, M.M., Terahertz optical bistability in the metal nanoparticles-graphene nanodisks-quantum dots hybrid systems. Nanomaterials, 2020. 10(11): p. 2173.
[4] Zhao, W.-H., et al., Optical bistability in a heterodimer composed of a quantum dot and a metallic nanoshell. Optics Express, 2023. 31(18): p. 28805-28815.
[5] Zhang, J., X.M. Wu, and B. Dang, Optical bistability and multistability in hybrid system. Laser Physics, 2023. 33(9): p. 096002.
[6] Huang, Y., A.E. Miroshnichenko, and L. Gao, Low-threshold optical bistability of graphene-wrapped dielectric composite. Scientific Reports, 2016. 6(1): p. 23354.
[7] Reep, T., et al., Graphene absorber on an SOI chip for active and passive mode locking of lasers. Scientific Reports, 2025. 15(1): p. 9399.
[8] Fan, S., et al., Nonlinear optical nonreciprocity in a surface plasmon–exciton coupled asymmetric cavity system. The European Physical Journal D, 2022. 76(11): p. 212.
[9] Artuso, R.D. and G.W. Bryant, Strongly coupled quantum dot-metal nanoparticle systems: Exciton-induced transparency, discontinuous response, and suppression as driven quantum oscillator effects. Physical Review B—Condensed Matter and Materials Physics, 2010. 82(19): p. 195419.
[10] Zhao, D., et al., Tailoring double Fano profiles with plasmon-assisted quantum interference in hybrid exciton-plasmon system. Applied Physics Letters, 2014. 105(11).
[11] Jalilian, M., A. Bahari, and N. Daneshfar, Investigation of optical bistability from a graphene-wrapped nanoparticle near a pair of molecules and an electric point charge. Applied Physics A, 2025. 131(8): p. 1-6. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 578 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 81 |
||