الفهرس 
AbstractOnly 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 151 |  |  |
| | | from | 151 | | |
Abstract
الفكرة الرئيسية للرسالة تحسين وتطوير تطبيقات البلورات الفوتونية أحادية البعد بإستخدام الخصائص البصرية للجرافين. بالأضافة الي ذلك, نوضح كيف تؤثر الخصائص البصريه للجرافين علي ثلاثة أنواع من المواد (مواد اانانوكومبوزيت- مواد كهروضوئية-بلورات السائلة) وكيف تعزز خصائصهم البصرية. يتم حساب الخصائص البصرية للبلورات الفوتونية بإستخدام طريقة مصفوفة النقل ((TMM.
• في الفصل الاول, نقدم معلومات عامه حول جميع النقاط المذكورة في الرسالة. تتضمن هذه النقاط تعريف البلورات الفوتونية, وأنواعها مع ذكر بعض التطبيقات, ونركز علي البلورة الفوتونية احادية البعد, وتعريف الجرافين وتاريخة وسبب استخدامنه له , تأثير الجرافين علي البلورة الفوتونية احادية البعد, وتعرف مواد النانوكوكنوزيت وتأثير الجرافين عليها, وتعريف مواد الكهرو ضوئية وامثلة لهذه المواد وتأثير الجرافين علي هذه المواد, وتعريف البلورات السائلة وذكر أنواعها واستخدامها كمستشعر حراري, وذكر كيف يإثر الجرافين عند استخدامة مع البلورات السائلة القائمة علي البلورة الفوتونية احادية البعد.
• في الفصل الثاني, نقدم نوعاً جديداً من البلورات الفوتونية احادية البعد التي لها خصائص بصرية فريدة. يتكون الهيكل من مادة الجرافين كنانوكومبوزيت وأخري مادة عازله (ضاي الكترك). تم تصميم مادة الجرافين كناونوكميوزيت علي شكل جزيئات نانونيه من الجرافين مضمونة (موزعة) داخل مادة مضيفة عازله. بأستخدام طريقة مصفوفة النقل ((TMM و صيغة (ماكسول جرانت) وصيغة (Kubo) يتم حساب الخصائص الضوئية للبلورة الفوتونية في المناطق المرئية والأشعه تحت الحمراء. تعكس حساباتنا التأثير الكبير للجرافين علي الخصائص الضوئية للطبقة النانوكومبوزيت. حيث يكون لجزء حجم الجسيمات النانونيهة من الجرافين تأثير كبير علي السماحيه الفعالة لطبقة النانوكومبوزيت وخصائص فجوات النطاق الضوئي(PBG). وبالتالي يمكن التحكم في (PBG) بناءاً علي هذا العامل. بالأضافة الي ذلك, تم دراسة تأثير سمك المواد المستخدمة, الإمكانية الكميائية للجرافين ((µC, والسماحية النفاذية للمادة العازله المستخدمة في طبقه النانوكومبوزيت علي خصائص فجوات النطاق الضوئي(PBG). وأخيراً يظهر الهيكل القائم علي الجرافين كنانوكمبوزيت تحسينات مهمه متعددة الوظائف مقارنة بالهياكل القائمة علي النانوكومبوزيت التقليدية. قد يكون هذا التصميم ذو أهمية محتمله في العديد من مجالات التطبيقات مثل المرشحات والمفاتيح ذات نطاق انعكاسي عالي.
• في الفصل الثالث, علي حد علمنا نقدم مرشحات ضوئية من بلورات فوتونيهة ذات خصائص بصرية فريدة تم حسابها نظرياً. الهيكل (التصميم) يتكون من طبقة عيب داخل البلورة الفوتونية احادية البعد. الفكرة الرئيسية لدراستنا تعتمد علي التحكم في السماحيه النفاذية للجرافين عن طرق التأثير الكهروضوئي. تمثل طريقة مصفوفة النقل وظاهرة التأثير الكهروضوئي نقطة اساسية في دراستنا لتحقيق النتائج لهذا التصميم. تم تحقيق هذه النتائج لأربع هياكل (تصميمات) مختلفة في طبقة العيب (في حالة وضع الاستقطاب الكهروضوئي). حيث إننا نستخدم مادتين مختلفتين من النوع الكهروضوئي (الليثيوم نيوبيت و البوليسترين),ثم بعد ذلك نقوم بترسيب الجرافين علي هذه المواد للحصول في النهاية علي اربع هياكل مختلفين في نوع طبقه العيب. في نطاق الطول الموجي للاشعة تحت الحمراء من 0.7µm الي 1.6µm,يتم حساب خصائص الإنعكاس للأربع هياكل وتوضيح تأثير الخصائص الضوئية للجرافين علي هذه الهياكل. يتم محاكاة خصائص الإنعكاس للهياكل المرسبة بالجرافين من خلال تغيير العديد من العوامل مثل سمك طبقة العيب والمجال الكهري المطبق وزاوية السقوط. اظهرت النتائج إن الجرافين يمكن أن يعزز خصائص الإنعكاس للمادتين الكهروضوئيه مقارنة بإستخدام هذه المواد بدون الجرافين. في وجود الجرافين مع الليثيوم نيوبيوبيت, زادت شدة وضع العيب بنسبة5%بجانب التحول في موضعه بمقدار 41nm. في حالة الجرافين مع البوليسترين, زادت شدة وضع العيب من6.5% الي 68.9% وتم تغيير موضعه الي 72nm. يمكن إن يكون لهذه التصميمات أهميه كبيره في الاستشعار وقياس المجالات الكهربية ,وإيضاً لأغراض الترشيح.
• في الفصل الرابع, نقدم تصميماً بسيطاً للعمل كمستشعر لدرجة الحرارة بناءاً علي البلورة الفوتونية أحاديه البعد. تعتمد الفكرة الرئيسية للمستشعر المقترح علي إدراج بلورة سائلة نيماتينيه (مترسب عليها جرافين من الجانبين) كطبقة معيبة في البلورة الفوتونية احادية البعد. تمثل طريقة مصفوفة النقل وصيغة ((Kubo والبيانات التجريبية (العملية) المحاور الأساسية لمعالجتنا النظريه. تم تصميم المستشعر للعمل علي أساس تغير موضع العيب مع تغير درجة الحرارة. يتم أظهار أداء المستشعر من خلال حساب الحساسية (S), رقم الجدارة (FOM), حد الكشف (DL), دقة المستشعر ((SR, عامل الجودة (QF). تم دراسة تأثير سمك طبقه العيب, طريقة الأستقطاب, وزاوية السقوط علي أداء جهاز الأستشعار. تظهرالنتائج أن هذا المستشعر يمكن أن يكون مهماً في العديد من مجالات التطبيقات المحتلفة بسبب القيم العاليه لحساسيته وعامل الجوده. يصل المستشعر الي حساسيه مقدارها ((4nm/oC, عامل جوده أكثر من ((11000.
• في الفصل الخامس, نستكشف نظرياً خصائص النفاذية و تردد القطع (Fc) لبلورة فوتونية أحادية البعد داخل منطقه تردد تيراهيرتز,بستخدام طريقة مصفوفة النقل. يتكون الهيكل من طبقة فائقة التوصيل ذات درجة حرارة عالية وأخري من النوع شبه موصلة. تتمثل النتائج في حساب تأثير عوامل مختلفة علي موضع تردد المقطع. لقد استخدمنا نموزج (ثنائي السوائل (Two-Fluid,ونموزج (درودDurd ) لوصف السماحية للموصلات الفائقة وأشباه الموصلات. بالأضافة الي ذلك, نعتبر أن السماحيه لكلتا المواد تعتمد علي الضغط الهيدروستاتيكي. تظهر النتائج أن مع زياده قيم المعاملات المختلفه مثل (درجة حرارة التشغيل, وسمك وعامل تعبئة مادة الشبه الموصل), هنجد ان موضع تردد القطع يتجه إلي مناطق الأقل تردد. ولكن, مع زيادة (سمك وعامل تعبئة مادة فائقة التوصيل, الضغط الهيدروستاتيكي, تركيزالمنشطاتdoping concentration) وجدنا ان موضع تردد القطع يتجه إلي مناطق الأعلي تردد. تشير هذه النتائج إلي أنه يمكن تعديل تردد القطع من خلال هذه المعاملات المختلفة. أخيراً, يمكن أن يكون هذا التصميم مفيداً في للعديد من الأنظمة الضوئية مثل المرشح البصري والعاكس والتطبيقات الألكترونية للصور في منطقة التيراهيرتز.
الفصل الخامس متعلق بالعمل المستقبلي, سوف نستخدم الجرافين مع هذه الفكرة المذكورة في هذا الفصل.