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12.03.2020 | Original Paper

Frequency-tunable logic gates in graphene nano-waveguides

Zeitschrift:
Photonic Network Communications
Autoren:
Alireza Dolatabady, Nosrat Granpayeh, Mohammad Abedini
Wichtige Hinweise

Publisher's Note

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Abstract

In this study, simple basic plasmonic logic gates of XOR, OR, and NOT based on graphene nano-ribbon resonators coupled to properly designed arrangements of nano-waveguides, as input and output logic ports, are demonstrated. The operation of the structures as frequency selective components is based on the propagation of edge modes in nano-waveguides and coupling to nano-ribbon resonators located in appropriate locations. The gates performance is investigated through analytic approaches and verified numerically using the finite difference time domain method. Typical extinction ratio of about 8 dB between ON and OFF logic states has been attained. According to the fantastic feature of voltage-dependent chemical potential of graphene conductivity, the characteristics of the structures can be actively manipulated. These sub-wavelength plasmonic components can be employed extensively in terahertz demanded applications.

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