Full wave-hydrodynamic fdtd solver for a novel double grating thz detector / Mahmoud Magdy Mohamed Moawd ؛ Prof. Dr. Mostafa Elsaid Mostafa، Prof. Dr. Tamer Mostafa Abuelfadl,Prof. Dr. Ahmed Mohammed Attiya,Prof. Dr. Ahmed Alaa Eldin Abouelsaood,Prof. Dr. Tarek Abdelazim Ramadan.

Thesis (M.Sc.)-Cairo University,2022.

Bibliography: p. 107-113.

في السنوات الأخيرة ، هناك حاجة متزايدة للاتصالات فى ترددات التيراهيرتز، و للكاشفات فى ترددات التيراهيرتز التى تستخدم فى التطبيقات الأمنية والطبية . و مع ذلك فإن تصميم وتصنيع أجهزة تعمل فى ترددات التيراهيرتز يمثل تحدياً كبيراً بسبب فجوة التيراهيرتز. فجوة التيراهيرتز هي نطاق التردد الموجود بين نطاق التردد الخاص بالأجهزة الإلكترونية ونطاق التردد الخاص بالاجهزة الفوتونية . يمكن إغلاق فجوة التيراهيرتز باستخدام البلازمونات السطحية ، و لكن اقل تردد لانتشار البلازمونات السطحية على الحد بين المعدن و العازل الكهربائى يقع فى نطاق تردد الأشعة تحت الحمراء. يمكن حل هذه المسألة باستخدام انتشار البلازمونات السطحية داخل طبقة من الكترونات الغاز ثنائى الابعاد، مثل الطبقة الموجودة في الهياكل غير المتجانسة لأشباه الموصلات أو هياكل الجرافين. و هذه الطريقة تسمى موجات البلازما الإلكترونية فى نطاق التيراهيرتز (بلازمونات التيراهيرتز). في هذه الرسالة ، تم تقديم كاشف جديد ثنائي الأبعاد متعرج الهيكل المعدنى المثبت اعلى بوابة الترانزستور يعمل فى نطاق التيراهيرتز. متميزًا على الكاشفات احادية البعد التى تعمل فى نطاق التيراهيرتز المنشورة سابقًا، حيث كانت الاستجابة قصوى في الاتجاه العمودى على تعرج الهيكل المعدنى، وتساوى صفر في الاتجاه الموازى. استجابة الجهاز ثنائى الابعاد الجديد لا تساوى صفر في أي اتجاه. وبالتالي الكاشف الجديد ثنائي الأبعاد مناسب للكشف عن إشارات التيراهيرتز باستقطابات مختلفة. تمثل نمذجة الكاشف الجديد بدقة عالية تحدياً، حيث يمكن إجراء عملية النمذجة بعدة تقنيات. التقنية الأولى هي نمذجة الكاشف باستخدام النموذج الإلكتروني فقط. هذا النموذج لا يعطي أي معلومات عن المجالات الكهربائية أو المغناطيسية داخل الجهاز. التقنية الثانية هي نمذجة الكاشف باستخدام النموذج الإلكتروني ونموذج بواسون Poisson . دقة هذا النموذج أعلى من سابقه لأنه يعطي معلومات حول المجال الكهربائي شبه الساكن داخل الجهاز ، الإ أن هذا النموذج لا يعطي أي معلومات حول المجال المغناطيسى داخل الجهاز. التقنية الثالثة هي نمذجة الجهاز باستخدام كل من النموذج الإلكتروني والنموذج الكهرومغناطيسي . ويتحقق ذلك من خلال حل معادلات ماكسويل والمعادلات الهيدروديناميكية في نفس الوقت. الحل التحليلي لا يتوفر إلا لمسائل محدودة و بافتراضات كثيرة. وبالتالي في هذه الرسالة سنستخدم طريقة عددية لحل معادلات ماكسويل والمعادلات الهيدروديناميكية فى نفس الوقت، و هذة الطريقة هى المجال الزمني ذات الفروق المحدودة (FDTD).