بررسی اثر پلاسمونیک گرافن در طراحی گیت‌های منطقی مبتنی بر موجبرهای نوری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه الکترونیک، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد، نجف آباد، ایران

2 مرکز پژوهشات پردازش دیجیتال و بینایی ماشین، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد، نجف آباد، ایران

چکیده

گیت‌های منطقی مبتنی بر موج‌برهای نوری و بررسی اثرات پلاسمونیک بر آنها در سال‌های اخیر مورد توجه قرار گرفته­اند. اثر پلاسمونیک مبتنی بر گرافن اثر جدیدی است که در این مقاله برای طراحی گیت‌های منطقی AND و XOR به عنوان اجزای پایه برای مدار یک نیم‌جمع‌کننده نوری مورد بررسی قرار می‌گیرد. با اعمال پارامتر‌های محیط، مقدار رسانایی در پتانسیل شیمیایی
 ev 565/0 طبق معادله رسانایی برابر 4- 10 ×936/0 بدست می‌آید. با توجه به مقدار ثابت گذردهی خلا که برابر یک است و ضخامت گرافن بکار رفته که برابر nm 7/0 است، مقدار قسمت موهومی ضریب دی‌الکتریک در فرکانس کار  Grad/s 7 برابر مقدار تقریبی02/0 بدست می‌آید. طول موج سیگنال ورودی برابر 55/1 میکرومتر در پتانسیل شیمیایی ev 565/0 درنظر گرفته شده است. پس از اعمال پارامترهای تعریف‌ شده گرافن تحت موج‌بر پلاسمونیک برای ساختار مورد نظر، نتایج خوبی برای پاسخ‌دهی به ساختار‌های منطقی موجود در یک نیم‌جمع‌کننده مشاهده می شود. نخستین افزاره طراحی شده، یک ساختار AND پلاسمونی برپایه گرافن است. ضریب عبور توان این سوییچ در شرایط بهینه برای حالت روشن 98/0 است و برای حالت خاموش 55/0 است. سپس، ساختار XOR طراحی شده است که ضریب عبور توان این سوییچ در شرایط بهینه برای حالت روشن 85/0 است و برای حالت خاموش 02/0 است که در مقایسه با کار‌های انجام شده دارای ویژگی انتقالی حداکثری توان در سیستم مدار یک ‌نیم‌جمع‌کننده است. 

کلیدواژه‌ها