Banca de QUALIFICAÇÃO: GABRIEL AMARAL SOUTO

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : GABRIEL AMARAL SOUTO
DATA : 28/07/2023
HORA: 09:00
LOCAL: Remoto
TÍTULO:

Analise antena de grafeno para transmissão em Terahertz

PALAVRAS-CHAVES:

Antenas Planares, Grafeno, Transmissão em Terahertz

PÁGINAS: 45
RESUMO:

A constante evolução das tecnologias de informação demandam cada vez soluções em comunicação que sejam mais rápidas e confiáveis. Em meio ao surgimento de novas tecnologias comerciais como o 5G juntamente com outros serviços já estabelecidos faz com que seja necessária a exploração de novas alocações de banda, neste tópico, quando aumenta-se a frequência de operação, por consequência, diminuem-se o tamanho dos dispositivos e, para uma taxa mais rápida e confiável de transferência, neste âmbito, apresenta-se a tecnologia de transmissão em Terahertz. Este trabalho estuda a aplicação de antenas de grafeno como dispositivos radiantes nas faixas iniciais da banda Terahertz (1 a 10 THz) e subterahertz (0 a 1 THz) em dispositivos de cascada quântica em laser, ou Quantum Cascade Lasers (QCL), em dispositivos óticos. O grafeno apresenta-se como uma solução viável para as limitações dos metais em terahertz por sua menor perda em torno do ponto Dirac e, além disso, possui características como maleabilidade, adaptabilidade, resistência a água e mêcanica que o torna interessante para determinadas aplicações. Quando se propaga fótons em cascada geralmente preocupa-se com a funcionalidade dos dispositivos em escala micrométrica, desta forma, propõe-se uma antena de geometria cardioide em substrato de sílica como uma solução que pode ser potencialmente implementada por produtos já presentes no mercado. Para o design desta antena, inicialmente, calculou-se a condutividade do grafeno através de uma aproximação Drudelike e utilizou-se do Método da Onda Completa (MoC) para encontrar as dimensões onde o grafeno ressoa em Terahertz. Em seguida, utilizou-se o Método dos Elementos Finitos (MEF) em software comercial Ansys Eletronics Suite HFSS ® para validar os resultados obtidos e verificou-se que, para uma variação paramétrica da altura do substrato, altera-se substancialmente o locus de ressonância do design. Para uma frequência central simulada de 2,45 THz, a antena ressoa em 2,59 THz com largura de banda de 344 GHz com coeficiente de reflexão em -22,49 dB, teve comportamento end-fire similar a antenas de Vivaldi e slot. Para a simulação paramétrica, utilizaram-se alturas de 17.5, 22.5, 27.5, 32.5, e 37.5 um, verificou-se que os projetos ressoam em 1,87 THz com -14,44 dB de coeficiente de reflexão e 112 GHz de largura de banda, para o design com altura de substrato de 17,5 um, 2,11 THz com -18,99 dB de coeficiente de reflexão e 132 GHz de largura de banda, 2,19 THz com -24,21 dB de coeficiente de reflexão com largura de substrato de 22.5 um e 112 GHz de largura de banda, 2,93 THz com -31,24 dB de coeficiente de reflexão e 112 GHz de largura de banda para altura de substrato de 27,5 um e 4,27 THz com -14,44 dB de coeficiente de reflexão e 112 GHz de largura de banda. Avaliando-se a performance na largura de banda, percebe-se que o dispositivo simulado é funcional dentro da aplicação proposta. Trabalhos futuros englobam a manufatura de um dispositivo equivalente para medir o coeficiente de reflexão e avaliar a viabilidade real de um dispositivo de grafeno em aplicações em Terahertz, também, avaliar o comportamento destes dispositivos em comparação com metais nobres para aplicações similares, em uma mesma geometria, para que se possa ter um efeito comparativo entre as duas soluções mais comumente utilizadas para este tipo de tecnologia

MEMBROS DA BANCA:
Interno - 2524053 - ANTONIO LUIZ PEREIRA DE SIQUEIRA CAMPOS
Presidente - 1422265 - JOSE PATROCINIO DA SILVA
Externa à Instituição - SAMANTA MESQUITA DE HOLANDA - UFERSA