طراحی و بررسی مدولاتور الکتروجذبی پلاسمونی T شکل مبتنی بر دی اکسید وانادیوم در طول موج ۱۵۵۰ نانومتر

در این مقاله، طراحی و تحلیل یک مدولاتور الکتروجذبی پلاسمونی مبتنی بر دی اکسید وانادیوم (VO₂) با ساختار Tشکل هیبرید پیشنهاد شده است. برخلاف کارهای پیشین که از فلزات ثابت استفاده کرده اند، در این پژوهش از خاصیت تغییر فاز هوشمند VO₂ برای کنترل پویای جذب نور بهره گرفته شده است. ساختار T شکل به گونه ای طراحی شده که بازوی افقی آن کل عرض موجبر سیلیکونی را پوشش دهد و ساق عمودی باریک (۵ نانومتر) به عنوان مسیر تحریک الکتریکی عمل کند. با بهینه سازی سیستماتیک ارتفاع موجبر و ضخامت لایه VO₂، مشخص شد که کمینه سازی ضخامت VO₂ تا ۵ نانومتر و انتخاب ارتفاع موجبر ۴۰۰ نانومتر منجر به بهترین عملکرد می شود. در این پیکربندی، نسبت خاموشی ۸.۱۶ دسی بل بر میکرومتر، تلفات الحاقی در حالت روشن ۰.۴۴ دسی بل بر میکرومتر، و معیار شایستگی ۱۸.۵۴ به دست آمد. این نتایج، کارایی برجسته این مدولاتور را برای کاربردهای فوتونیکی با سرعت بالا و مصرف انرژی پایین (۱۶۱ فمتوژول بر بیت) تایید می کند.

کلیدواژه ها:

مدولاتور الکتروجذب (EAM) ، ماده پلاسمونیکی ، VO۲ ، نسبت خاموشی (ER) ، تلفات درج (IL) ، معیار شایستگی (FOM).