Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học vật liệu: Nghiên cứu thiết kế, mô phỏng và khảo sát hoạt động của một số kênh dẫn sóng plasmonic dạng nêm

Mục đích của đề tài "Nghiên cứu thiết kế, mô phỏng và khảo sát hoạt động của một số kênh dẫn sóng plasmonic dạng nêm" nhằm trình bày cơ sở lý thuyết mô phỏng bằng phương pháp phần tử hữu hạn; Kênh dẫn sóng plasmonic dạng nêm dựa trên ăn mòn dị hướng ướt; Kênh dẫn sóng plasmonic lai; Kênh dẫn sóng plasmonic lai tùy biến.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học vật liệu: Nghiên cứu thiết kế, mô phỏng và khảo sát hoạt động của một số kênh dẫn sóng plasmonic dạng nêm BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN THANH HƯƠNGNGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG VÀ KHẢO SÁT HOẠT ĐỘNG CỦA MỘT SỐ KÊNH DẪN SÓNG PLASMONIC DẠNG NÊM Ngành: Khoa học vật liệu Mã số: 9440122 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU Hà Nội – 2022 Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. CHU MẠNH HOÀNG TS. PHẠM ĐỨC THÀNHPhản biện 1:Phản biện 2:Phản biện 3: Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà NộiVào hồi …….. giờ, ngày ….. tháng ….. năm ……… Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:1. Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội2. Thư viện Quốc gia Việt Nam MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Nghiên cứu và ứng dụng SPP trong kênh dẫn sóng plasmonicđã được nhiều nhóm nghiên cứu triển khai. Tùy thuộc vào hình dạng,kích thước và vật liệu tạo nên mà các kênh dẫn sóng có những đặctính khác nhau và phạm vi ứng dụng cũng khác nhau. Các ứng dụngcủa kênh dẫn sóng có thể kể đến như: truyền dẫn ánh sáng ở kíchthước nano, điều biến quang, cảm biến quang và các mạch quang tửcho xử lý thông tin tốc độ cao. Vì vậy, NCS lựa chọn đề tài: Nghiêncứu thiết kế, mô phỏng và khảo sát hoạt động của một số kênh dẫnsóng plasmonic dạng nêm để nghiên cứu và thực hiện. 2. Mục đích nghiên cứu - Đạt được thiết kế tối ưu kênh dẫn sóng plasmonic dạng nêm (wedge) với độ nhám bề mặt thấp dựa trên công nghệ vi cơ khối ướt. - Tăng cường khoảng cách truyền của kênh dẫn sóng dựa trên giao diện điện môi/kim loại và kim loại/kim loại được cải tiến. - Thiết kế thành công kênh dẫn sóng plasmonic lai cải thiện suy hao truyền trong khi diện tích mode truyền với kích thước nhỏ hơn nhiều bước sóng ánh sáng. - Phát triển thành công các kênh dẫn sóng lai tùy biến, nhằm ứng dụng trong các linh kiện và mạch quang tử đa chức năng. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của luận án là kênh dẫn sóng plasmonic vàgiới hạn phạm vi nghiên cứu các kênh dẫn sóng plasmonic dạng nêmvà kênh dẫn sóng plasmonic lai 4. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu của luận án dựa trên khảo sát các kết quả nghiên cứu liên quan đến kênh dẫn sóng plasmonic, từ đó đề xuất ý tưởng nghiên cứu của luận án phù hợp với điều kiện công nghệ hiện tại ở Việt Nam. - Luận án sử dụng phương pháp mô phỏng số, nghiên cứu đặc trưng của kênh dẫn sóng trên cơ sở phương pháp phần tử hữu hạn. 1 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án - Ý nghĩa khoa học của luận án: Luận án đưa ra một số kết quả nghiên cứu về: giảm suy haotruyền do tán sắc bề mặt; lựa chọn kim loại và thiết kế cấu trúc giaodiện dẫn sóng plasmon; đề xuất cấu trúc kênh dẫn sóng lai cải tiếntăng khả năng truyền dẫn suy hao thấp với kích thước mode truyềnnhỏ và các kênh dẫn sóng lai tùy biến. - Ý nghĩa thực tiễn của luận án: Luận án đã phát triển và cải thiện chiều dài truyền các kênhdẫn sóng đơn dựa trên công nghệ vi cơ khối ướt silíc đơn tinh thể.Công nghệ vi cơ khối ướt là khả thi và có thể sử dụng chế tạo cáckênh dẫn sóng đơn cho ứng dụng trong các cảm biến quang. Các kênh dẫn sóng lai được phát triển có suy hao truyền thấpvới diện tích mode truyền nhỏ và khả năng tùy biến trong dải rộng cótiềm năng trong phát triển các linh kiện quang đa chức năng như bộđiều biến cường độ, truyền thông tin quang tốc độ cao. 6. Tính mới của luận án Tính mới của luận án được thể hiện ở các kết quả sau đây: - Luận án đã đưa ra được cấu trúc tối ưu của kênh dẫn sóng plasmonic dạng nêm đơn. - Luận án đã đưa ra được các cấu trúc giao diện điện môi/kim loại và kim loại/kim loại có khả năng tăng cường dẫn sóng plasmon bề mặt. - Luận án đã đưa ra được hướng khắc phục giảm suy hao truyền trong kênh dẫn sóng khi diện tích mode truyền với kích thước nhỏ hơn nhiều bước sóng ánh sáng. - Luận án đã đề xuất một số cấu trúc kênh dẫn sóng lai tùy biến. 7. Nội dung luận án Luận án có nội dung như sau: Mở đầu: Chương 1: Tổng quan Chương 2: Cơ sở lý thuyết mô phỏng bằng phương pháp phầntử hữu hạn Chương 3: Kênh dẫn sóng plasmonic dạng nêm dựa trên ănmòn dị hướng ướt Chương 4: Kênh dẫn sóng plasmonic lai Chương 5: Kênh dẫn sóng plasmonic lai tùy biến Kết luận: Trình bày tóm lược những kết quả chính của luận án. 2 Các kết quả chính của luận án đã được công bố trong 14 côngtrình khoa học (trong đó có 04 bài báo đã được ...