- Đề tài: Nghiên cứu thiết kế, mô phỏng và khảo sát đặc trưng hoạt động của kênh dẫn sóng plasmonic khe hẹp lai 

- Ngành: Khoa học Vật liệu

- Mã số: 9440122

- Người hướng dẫn khoa học:

                                                   1. GS.TS. Chu Mạnh Hoàng

2. TS. Phạm Văn Tuấn

- Cơ sở đào tạo: Đại học Bách khoa Hà Nội

- Ngày đăng: 26/03/2025

TÓM TẮT KẾT LUẬN MỚI CỦA LUẬN ÁN

1. Luận án đã đề xuất mô hình kênh dẫn sóng khe hẹp lai dựa trên giao diện kim loại/điện môi thu nhỏ được phủ bảo vệ bởi lớp điện môi SiO₂ suy hao truyền sóng plasmon thấp. Chiều dài truyền dẫn sóng plasmon đã tăng hơn hai bậc độ lớn so với cấu trúc kênh dẫn sóng plasmon sử dụng lớp kim loại Au phủ trên lớp kim loại Ag với diện tích mode plasmon khe hẹp lai tăng 2,7 lần. Khi sử dụng lớp SiO₂ bảo vệ với chiều dày 10 nm, chiều dài truyền sóng có thể được điều khiển hơn 100% với sự thay đổi chiết suất của môi trường hoạt động là 0,12.

2. Luận án đã đề xuất mô hình kênh dẫn sóng plasmonic khe hẹp lai dải kim loại thu nhỏ dựa trên kênh dẫn sóng điện môi silic hình thang có thể đạt được bằng cách sử dụng tính chất ăn mòn dị hướng ướt silic đơn tinh thể trong dung dịch kiềm. Chiều dài truyền có thể đạt hơn 2cm trong khi vẫn duy trì kích thước mode truyền nhỏ hơn nhiều lần bước sóng (l²/10⁵). Công nghệ chế tạo đơn giản cùng với đặc trưng truyền tương đương với các cấu trúc kênh dẫn sóng plasmon được báo cáo trước, kênh dẫn sóng được đề xuất có tính khả thi trong ứng dụng thực tiễn.

3. Luận án cũng đã đề xuất kênh dẫn sóng khe hẹp dạng nêm lai tùy biến. Chiết suất của kênh dẫn sóng điện môi hình tam giác được tùy biến lớn hơn một bậc so với phạm vi chiết suất tuỳ biến được báo cáo trước đây. Độ dài truyền của kênh dẫn sóng có thể được điều khiển hiệu quả trong một phạm vi rộng với hiệu suất cao hơn hai bậc độ lớn so với cơ chế tùy biến tương tự đã được báo cáo trước đó trong phạm vi tuỳ biến toàn thang đo (100%). Cấu trúc có thể đạt được chiều dài truyền sóng từ 15,44 cm đến 67,42 cm với g = 15 nm, β = 100^o và h_dw = 0,8 µm và FoM đạt từ 0,47 x 10⁶ đến 6,1 x 10⁷, đồng thời diện tích mode hiệu dụng được duy trì ở kích thước nhỏ hơn nhiều lần bước sóng kích thích (3,98λ²/10⁵).  . 

            4. Chiều dài kết cặp ở thang mm với khoảng cách giữa hai kênh dẫn sóng nhỏ ở 100 nm đảm bảo tích hợp mật độ cao của kênh dẫn sóng mà không có nhiễu kết cặp. Tỷ lệ công suất truyền giữa hai kênh dẫn sóng plasmonic khe hẹp lai tam giác nhỏ hơn 5,5x10^-7 đối với khoảng cách giữa hai kênh dẫn sóng lớn hơn 50 nm. Do vậy, nhiễu kết cặp không đáng kể khi sử dụng kênh dẫn sóng plasmonic khe hẹp lai tam giác trong mạch quang tử tích hợp mật độ cao.

- Nội dung: Luận án bảo vệ cấp Đại học Bách khoa Hà Nội (xem tại đây)