Polaritonic Behaviors of SiC, cBN and GaN for Spectrally-Selective Nano-Optics Applications

Authors : Elif Begüm ELÇİOĞLU

Pages : 745-754

Doi:10.35414/akufemubid.873404

View : 28 | Download : 10

Publication Date : 2021-06-30

Article Type : Research Paper

Abstract :Nanoteknolojideki gelişmeler neticesinde üstün özellik ve fonksiyonlara sahip sistem ve cihazların üretimi ile, söz konusu sistemlerde kullanılacak malzemelerin seçimi kritik öneme sahip hale gelmiştir. Yüzey fonon polaritonlarını destekleyen ve rezonansları kızılötesi bölgede olan malzemeler, plazmonik alternatiflerine göre (ör: metaller) daha düşük optik kayıplar sebebiyle de ışınım tabanlı enerji uygulamaları için önem taşımaktadır. Bu çalışmada, literatürde öne çıkan üç fononik malzeme olarak SiC, GaN ve cBN’ün polaritonik davranışları incelenmiştir. Polaritonik performans katsayıları analitik olarak çözülmüş ve elde edilen polariton yayılma uzunluğu ve nüfuz derinliği sonuçları ile birlikte değerlendirilmiştir. Malzeme-vakum arayüzü için elde edilen sonuçlar, genel polaritonik performans değerinin SiC için en yüksek olduğunu, SiC’ü sırasıyla cBN ve GaN’ın takip ettiğini ve bu performans göstergelerinin malzemelerin transvers optik fonon frekansı ve rezonans frekansına bağlılığını göstermiştir. Elde edilen sonuçlar, ilgilenilen spektral aralıkta optimal performansla çalışacak malzeme seçiminin önemine atıf yapmaktadır.
Keywords : Yüzey fonon polaritonları, Performans katsayısı, Silisyum karbür, Galyum Nitrür, Kübik bor nitrür