Dispositivos de estruturas planares periódicas baseadas em ressonadores de fosforeno na faixa de infravermelho

dc.contributor.advisor-co1OLIVEIRA, Cristiano Braga de
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2012907724305086
dc.contributor.advisor-co1ORCIDhttps://orcid.org/0000-0003-1946-0771
dc.contributor.advisor1DMITRIEV, Victor Alexandrovich
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3139536479960191
dc.contributor.advisor1ORCIDhttps://orcid.org/0000-0002-7715-7300
dc.contributor.memberOLIVEIRA, Rodrigo Melo e Silva de
dc.contributor.memberRODRIGUES, Nilton Rodolfo Nascimento Melo
dc.contributor.memberALCANTARA, Licinius Dimitri Sá de
dc.contributor.memberALCÂNTARA NETO, Licinius Dimitri Sá de Alcantara
dc.contributor.member1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4768904697900863
dc.contributor.member1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0573600283391294
dc.contributor.member1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9588130677160311
dc.creatorDUARTE, Gildenilson Mendes
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/2807257088325795
dc.date.accessioned2026-02-11T13:57:13Z
dc.date.available2026-02-11T13:57:13Z
dc.date.issued2025-02-27
dc.description.abstractThe anisotropic properties of phosphorene can be exploited for the development of opto3 electronic devices for a wide range of applications. This work presents device modeling consisting of periodic planar structures based on phosphorene in the infrared range. By modeling these structures, we performed studies related to verifying levels of transmittance and resonances. We analyzed the effectiveness of phosphorene resonator geometries and also the control of resonances through electronic doping of the material. The first proposed structure consists of a filter, whose unit cell has a phosphorene layer, in the form of a disk, on a SiO2 dielectric substrate, with operation dependent on the polarization of the wave. The second structure has a unit cell that consists of two phosphorene sheets, also in disk form, coupled in a sandwich configuration to a SiO2 dielectric substrate, with filter operation. The third structure consists of two square phosphorene sheets with different dimensions, also coupled to a SiO2 dielectric substrate, with the function of a dual-band filter. The fourth structure is a filter whose unit cell consists of two identical square phosphorene sheets, in a sandwich configuration with a thin h-BN dielectric sheet. In this filter, the lower square sheet was rotated by 90◦ with respect to the upper one. Such a structure provides a transmission curve with a dipolar resonance frequency, regardless of the polarization of the incident wave. The numerical results are in good agreement with the analytical results obtained by the Temporal Coupled Mode Theory (TCMT). In addition to polarization independence, this device has a low dependence on the angle of incidence of the wave. This fourth structure can be used as a filter, switch, modulator, and sensor. We verified that these four proposed structures, being based on phosphorene, can be dynamically adjusted in frequency ranges greater than those made based on graphene. All results were obtained through electromagnetic simulations using the finite element method.
dc.description.affiliationUFRA - Universidade Federal Rural da Amazônia
dc.description.resumoAs propriedades anisotrópicas do fosforeno podem ser exploradas para o desenvolvimento de dispositivos optoeletrônicos para as mais variadas aplicações. Este trabalho apresenta modelagem de dispositivos que consistem em estruturas periódicas planares baseadas em fosforeno na faixa de infravermelho. Com a modelagem dessas estruturas realizamos estudos relacionados à verificação de níveis de transmitância e de ressonâncias. Analisamos a eficácia da geometria de ressonadores de fosforeno e também o controle das ressonâncias por meio da dopagem eletrônica do material. A primeira estrutura proposta consiste em um filtro, cuja célula unitária possui uma camada de fosforeno, em forma de disco, sobre um substrato dielétrico de SiO2, com funcionamento dependente dependente da polarização da onda. A segunda estrutura possui uma célula unitária que consiste em duas folhas de fosforeno, também em forma de disco, acopladas, em sanduíche, a um substrato dielétrico de SiO2, com funcionamento de filtro. A terceira estrutura consiste em duas folhas quadradas de fosforeno, com dimensões diferentes, também acopladas a um sustrato dielétrico de SiO2, com função de um filtro de banda dupla. A quarta estrutura é um filtro cuja célula unitária consiste em duas folhas quadradas idênticas de fosforeno, em sanduíche com uma fina folha dielétrica de h-BN. Nesse filtro, folha quadrada inferior foi rotacionada em 90◦ em relação à de cima. Tal estrutura fornece uma curva de transmitância com uma frequência de ressonância dipolar, independentemente da polarização da onda incidente. Os resultados numéricos estão em bom acordo com os resultados analíticos obtidos pela teoria dos modos acoplados temporal (TCMT). Além da independência da polarização, esse dispositivo possui uma baixa dependência do ângulo de incidência da onda. Essa quarta estrutura pode ser usada como filtro, interruptor, modulador e sensor. Verificamos que essas quatro estruturas propostas, por serem baseadas em fosforeno, pode ser dinamicamente ajustável em faixas de frequências maiores do que as que são feitas baseadas em grafeno. Todos os resultados foram obtidos por meio de simulações eletromagnéticas que utilizam o método de elementos finitos.
dc.identifier.citationDUARTE. Gildenilson Mendes. Dispositivos de estruturas planares periódicas baseadas em ressonadores de fosforeno na faixa de infravermelho. Orientador: Victor Alexandrovich Dmitriev. 2025 79 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Instituto de Tecnologia, , Universidade Federal do Pará, Belém, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/handle/2011/17996 . Acesso em:.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufpa.br/handle/2011/17996
dc.languageporpt_BR
dc.language.isopt
dc.publisherUniversidade Federal do Parápt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentInstituto de Tecnologiapt_BR
dc.publisher.initialsUFPApt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétricapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.source1 CD-ROMpt_BR
dc.source.uriDisponível na internet via correio eletrônico: bibliotecaitec@ufpa.br
dc.subjectFosforeno
dc.subjectEstruturas periódicas
dc.subjectFiltros eletromagnéticos
dc.subjectIndependência de polarização
dc.subjectPhosphorene
dc.subjectPeriodic structure
dc.subjectElectromagnetic filters
dc.subjectPolarization independence
dc.subject.areadeconcentracaoTELECOMUNICAÇÕES
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
dc.subject.linhadepesquisaELETROMAGNETISMO APLICADO
dc.titleDispositivos de estruturas planares periódicas baseadas em ressonadores de fosforeno na faixa de infravermelho
dc.typeTesept_BR

Arquivo(s)

Pacote Original

Agora exibindo 1 - 1 de 1
Carregando...
Imagem de Miniatura
Nome:
Tese_DispositivosEstruturasPlanares.pdf
Tamanho:
17.53 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format

Licença do Pacote

Agora exibindo 1 - 1 de 1
Nenhuma Miniatura disponível
Nome:
license.txt
Tamanho:
1.85 KB
Formato:
Item-specific license agreed upon to submission
Descrição: