Circuladores de grafeno de banda ultralarga para região THz

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: SILVA, Samara Leandro Matos da
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPA
Texto Completo: http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/11426
Resumo: Componentes não recíprocos são partes indispensáveis de muitos sistemas de micro-ondas e ópticos. No futuro, sistemas de comunicação THz também exigirá esses componentes. As publicações existentes mostram que a largura de banda dos circuladores baseados em grafeno na região THz pode ser de 10% a 20% com o uso de estruturas bastante complicadas. Os circuladores sugeridos são formados por uma junção de grafeno com padrão côncavo conectada aos guias de onda. O grafeno é suportado por camadas de SiO2/Si. O comportamento de circulação é baseado na não-simetria do tensor de condutividade do grafeno que aparece devido à magnetização por um campo magnético DC aplicado normalmente ao plano do grafeno. Discutimos os principais parâmetros que definem a largura de banda e sua influência na mesma. Os circuladores possuem largura de banda recorde que é duas vezes mais do que os publicados. Demonstramos que o circulador Y pode ter a largura de banda de 42% na faixa de frequência (2,75 ÷ 4,2) THz, com o isolamento melhor que −15 dB e as perdas de inserção maiores que −2 dB, proporcionadas pela polarização campo magnético DC 1,5 T e o potencial químico de 0,15 eV. Para os dois circuladores de 4 portas conseguimos uma largura de banda de 44% para os mesmos parâmetros físicos.
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O comportamento de circulação é baseado na não-simetria do tensor de condutividade do grafeno que aparece devido à magnetização por um campo magnético DC aplicado normalmente ao plano do grafeno. Discutimos os principais parâmetros que definem a largura de banda e sua influência na mesma. Os circuladores possuem largura de banda recorde que é duas vezes mais do que os publicados. Demonstramos que o circulador Y pode ter a largura de banda de 42% na faixa de frequência (2,75 ÷ 4,2) THz, com o isolamento melhor que −15 dB e as perdas de inserção maiores que −2 dB, proporcionadas pela polarização campo magnético DC 1,5 T e o potencial químico de 0,15 eV. Para os dois circuladores de 4 portas conseguimos uma largura de banda de 44% para os mesmos parâmetros físicos.Non-reciprocal components are indispensable parts of many microwave and optical systems. In the future, THz communication systems will also require these components. Existing publications show that the bandwidth of graphene-based circulators in the THz region can be 10% to 20% with the use of rather complicated structures. The suggested circulators are formed by a graphene junction with concave pattern connected to the waveguides. Graphene is supported by SiO2/Si layers. The circulating behavior is based on the nonsymmetry of the graphene conductivity tensor that appears due to magnetization by a DC magnetic field normally applied to the plane of the graphene. We discuss the main parameters that define the bandwidth and its influence on it. Circulators have record bandwidth that is twice as high as those published. We have shown that the circulator Y can have the bandwidth of 42% in the frequency range (2.75 ÷ 4.2) THz, with the insulation better than −15 dB and the larger insertion losses that −2 dB, provided by the DC magnetic field polarization of 1.5 T and the chemical potential of 0.15 eV. For the two 4-port circulators we achieved a bandwidth of 44% for the same physical parameters.porUniversidade Federal do ParáPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFPABrasilInstituto de Tecnologia1 CD-ROMreponame:Repositório Institucional da UFPAinstname:Universidade Federal do Pará (UFPA)instacron:UFPACNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAELETROMAGNETISMO APLICADOTELECOMUNICAÇÕESGrafenoCirculadoresOndas plasmônicasModos de bordaCirculadores de grafeno de banda ultralarga para região THzUltra Wide Band Graphene Circulators for Region THzinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisDMITRIEV, Victor Alexandrovichhttp://lattes.cnpq.br/3139536479960191http://lattes.cnpq.br/8338999139075118SILVA, Samara Leandro Matos dainfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALTese_CirculadoresGrafenoBanda.pdfTese_CirculadoresGrafenoBanda.pdfapplication/pdf9151998http://repositorio.ufpa.br/oai/bitstream/2011/11426/1/Tese_CirculadoresGrafenoBanda.pdf37f88096f55f068870cd91bd2f47c2f6MD51CC-LICENSElicense_urllicense_urltext/plain; charset=utf-843http://repositorio.ufpa.br/oai/bitstream/2011/11426/2/license_url321f3992dd3875151d8801b773ab32edMD52license_textlicense_texttext/html; charset=utf-80http://repositorio.ufpa.br/oai/bitstream/2011/11426/3/license_textd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD53license_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-80http://repositorio.ufpa.br/oai/bitstream/2011/11426/4/license_rdfd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD54LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81899http://repositorio.ufpa.br/oai/bitstream/2011/11426/5/license.txt9d4d300cff78e8f375d89aab37134138MD55TEXTTese_CirculadoresGrafenoBanda.pdf.txtTese_CirculadoresGrafenoBanda.pdf.txtExtracted texttext/plain88925http://repositorio.ufpa.br/oai/bitstream/2011/11426/6/Tese_CirculadoresGrafenoBanda.pdf.txt6de8a4873fbed8a1c01a4a5d216ef1e0MD562011/114262019-08-14 11:31:52.522oai:repositorio.ufpa.br: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ório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufpa.br/oai/requestriufpabc@ufpa.bropendoar:21232019-08-14T14:31:52Repositório Institucional da UFPA - Universidade Federal do Pará (UFPA)false
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