طراحی و آنالیز فیلترهای متامواد قابل تنظیم مبتنی برگرافن
First Statement of Responsibility
/مهشید بناکرمانی
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
: مهندسی فناوری های نوین
Date of Publication, Distribution, etc.
، ۱۳۹۴
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
چاپی
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Discipline of degree
مهندسی مکاترونیک
Date of degree
۱۳۹۴/۱۱/۱۹
Body granting the degree
تبریز
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
در بسیاری از تکنولوژیصهای نوین از محدوده تراهرتز استفاده میصشود .یکی از نیازمندیصهای این حوزه، فیلترهای تراهرتز هستند .لذا در این پروژه ابتدا به بررسی و مطالعه ساختارهای گوناگون که برای دستیابی به این حوزه و بخصوص فیلترینگ استفاده میصشوند پرداختهصایم، سپس به بررسی امکان طراحی فیلترهای قابل تنظیم این حوزه با استفاده از گرافن میصپردازیم .ابتدا به بررسی ویژگی-های گرافن و بررسی پارامترهای نوری و الکتریکی آن پرداخته شده است .سپس با استفاده از ایده ریبونصها و تغییراتی در پارامترهایی مثل دما، سطح فرمی، ابعاد ساختار، زیر لایهصهایی با جنس متفاوت، تعداد لایهصهای اتمی گرافن) تکصلایه یا دو لایه و (...و تعداد لایهصهای ریبون در ساختار پرداختهصایم، با بررسی پارامترها به یک فیلتر باند باریک با دامنه مناسب و در رنج فرکانسی مناسب و به شدت تنظیمصپذیر با ولتاژ رسیدیم .به یک فیلتر باند پهن تنظیم پذیر با سطح فرمی در رنج مناسبی از فرکانس دست یافتیم .سعی شد با تغییر پارامترها ابتدا باند عبور را به ناحیه تراهرتز برده سپس پهنا باند را افزایش دادیم .با بررسی ساختارهای ریبونی به فیلتر میانصنگذر رسیدیم که تنظیمصپذیر با سطح فرمی لایهصها است .در این فیلتر با تغییر در ساختار لایهصهای گرافن و انتخاب سطح فرمی مناسب فیلتر را به ناحیه تراهرتزی بردیم .با تغییر در ساختار کلی و اضافه نمودن لایهصهای ریبون ساختار به فیلتر باند پهنی دستصیافتیم که این فیلترصها تنظیمصپذیر بوده و رنج وسیعی برای تغییر فرکانس مرکزی با تغییر سطح فرمی لایهصها داریم .در این فیلتر پهن باند با اضافه نمودن لایهصها FWHM افزایش پیدا کرد به عنوان مثال ساختار ۶ لایه نسبت به ساختار ۱لایه پهنای باندش حدود ۶ برابر شد
Text of Note
Design of optical devices in terahertz band is one of the novel topics in Nano-electronic and photonic fields. Filtering terahertz wavelengths is one of these studies. In this work various configurations for filtering applications are studied. Also, the possibility of designing tunable terahertz filters with graphene is investigated. First, optical and electrical traits of graphene are studied. Afterward, the effect of manipulating important parameters like temperature and Fermi level of the graphene nano-ribbons (GNRs) on cited characteristics are studied. Also, the influence of additional GNR layers is considered. Finally, the structure with the ability of narrow band filtering, which is strongly dependent to the applied voltage in the desired frequency range with proper amplitude is designed. Furthermore, one additional wide band filter is designed, which is dependent to the Fermi level of the GNRs. It is necessary to mention that the cited filters are designed in terahertz frequency band and with assist of manipulation of their physical and chemical traits they are applicable in various frequencies. For instance, the configuration with GNR layers could demonstrate a FWHM times larger than the structure with single GNR.