1. UKM Learning and Research Repository
2. Master Thesis / Tesis Master
3. Institute of Microengineering and Nanoelectronics / Institut Kejuruteraan Mikro dan Nanoelektronik (IMEN)

Title:	Pengoptimuman struktur hablur fotonik menggunakan kaedah FDTD untuk meningkatkan kecekapan pengekstrakan cahaya dalam silikon
Authors:	Nurkhairul Bariyah Khairulazdan (P105324)
Supervisor:	Dilla Duryha Berhanuddin, Dr.
Keywords:	Universiti Kebangsaan Malaysia -- Dissertations Dissertations, Academic -- Malaysia Teknologi fotonik silikon Pengekstrakan cahaya Hablur fotonik Optoelectronic devices
Issue Date:	3-Oct-2022
Description:	Teknologi fotonik silikon berada pada halangan terakhir untuk melengkapkan sistemnya dengan penyelidikan aktif dijalankan untuk peningkatan kecekapan pengekstrakan cahaya silikon. Secara tradisinya, silikon (Si) mempunyai kecekapan pancaran sinaran yang sangat lemah kerana sifat jurang jalur tidak langsung (1.12eV), yang menyebabkan kebarangkalian penggabungan semula sinaran menjadi sangat rendah. Walau bagaimanapun, Si merupakan bahan yang sangat berpotensi untuk dijadikan pelbagai peranti fotonik kerana kos yang rendah dan dapat dihasilkan dalam jumlah yang banyak. Salah satu aplikasi utama fotonik Si ialah di dalam bidang komunikasi optik. Kaedah-kaedah yang telah dilaporkan untuk menghasilkan cahaya dari Si mempunyai beberapa kekurangan seperti gelombang puncak pelepasan sama ada terlalu luas atau mempunyai panjang gelombang yang tidak berada dalam jalur komunikasi optik yang dikehendaki. Kajian ini menggunakan struktur kurungan kuantum yang dikenali sebagai hablur fotonik (PhC). Struktur PhC mempunyai keupayaan untuk mengawal mod optik dengan menilai dan mengubah aspek seperti pemalar kekisi, jejari lubang dan faktor pengisian. PhC yang dicadangkan dalam substrat Si di atas penebat, SOI meningkatkan kecekapan pengekstrakan cahaya daripada lapisan pemancar cahaya nipis melalui interaksi jirim cahaya. Objektif utama penyelidikan ini adalah untuk mengoptimumkan struktur memaksimumkan pengekstrakan cahaya dalam PhC 2D berasaskan Si pada panjang gelombang komunikasi optik tertentu yang dihasilkan daripada kaedah domain masa perbezaan terhingga (FDTD). Kaedah FDTD ialah cara yang terbaik untuk memodelkan peranti optik skala nano dengan menyelesaikan Persamaan Maxwell secara langsung dan dapat menganggar nilai berangka dalam struktur PhC dengan mengehadkan sumber dalam pelbagai julat parameter. Kesan lapisan karbon di dalam struktur PhC yang dioptimumkan telah dianalisis untuk mengenalpasti puncak keamatan cahaya dalam struktur Si PhCs. Tambahan lagi, sifat pemantulan optik struktur juga dianalisis secara berangka dengan menggunakan kaedah resonan plasmon permukaan setempat (LSPR). LSPR sensitif terhadap variasi dalam indeks biasan medium sekeliling yang memberikan intensiti pantulan cahaya yang besar dan ketepatan pengesanan yang tinggi untuk aplikasi nanofotonik yang lebih baik. Teknik FDTD yang sama juga menunjukkan analisis dan pemodelan berangka lapisan grafin oksida serta titanium dioksida (TiO2/GO) di atas struktur Si PhC berdasarkan teknik LSPR. Keputusan daripada pengekstrakan, jumlah cahaya yang optima dapat diserap di dalam struktur Si yang mempunyai pemalar kekisi, a: 480 nm dengan jejari, r: 140 nm dan a: 500 nm dengan r: 160 nm. Kebanyakan cahaya yang dipancarkan muncul dalam keadaan paling stabil pada panjang gelombang komunikasi optik ialah 1312 nm dan 1507 nm untuk a: 480 nm dan 1307 nm untuk a: 500 nm. Di samping itu, keamatan cahaya dengan kehadiran karbon pada tenaga 30 keV memberikan puncak resonan tertinggi pada 1531 nm untuk a: 480 nm dan puncak pada 1541 nm untuk a: 500 nm. Spektrum pemantulan daripada lengkung tindak balas LSPR diplot sebagai pemantulan ternormal berbanding panjang gelombang operasi. Oleh itu, semakin sempit lebar FWHM, semakin tinggi ketepatan pengesanan cahaya.,Sarjana
Pages:	140
Publisher:	UKM, Bangi
Appears in Collections:	Institute of Microengineering and Nanoelectronics / Institut Kejuruteraan Mikro dan Nanoelektronik (IMEN)

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.