Circulador de 4 portas baseado em um ressonador elíptico de grafeno na região terahertz.

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dc.contributor.advisor1DMITRIEV, Victor Alexandrovich
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3139536479960191pt_BR
dc.creatorOLIVEIRA, Thiago Lima de
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/0810498021693025pt_BR
dc.date.accessioned2025-04-16T13:26:59Z
dc.date.available2025-04-16T13:26:59Z
dc.date.issued2020-01-20
dc.description.abstractA new type of four-port circulator based on graphene for the terahertz frequency range is proposed and analyzed in this work. It consists of two parallel waveguides coupled laterally to a magnetized resonator in the shape of an ellipse. The cross section of the components has a three-layer structure consisting of graphene, silica dioxides and silicon. The graphene resonator is normally magnetized in its plane by an external DC magnetic field. The physical principle of the device is based on the dipolar resonance of the resonant cavity of magnetized graphene. Using the Theory of Magnetic Groups, we were able to analyze the scattering matrices of the symmetry components of the device. In addition, the Temporal Coupled Modes Theory was used in order to analytically analyze the characteristics of the device. The influence of different parameters on the characteristics of the circulator was investigated using the Comsol Multiphysics software. Numerical simulations demonstrate the isolation of ports 3 and 4 around -32.6 dB and -16.2 dB, insertion losses around -2.5 dB, reflection around -20.3 dB and 5.7 % bandwidth with the center frequency of 5.03 THz. The DC magnetic field of applied polarization is 0.8 T. The central frequency of the circulator can be controlled by the change in the Fermi energy of graphene. Finally, a comparison was made between the numerical and analytical model of the device, using the aforementioned tools.pt_BR
dc.description.resumoUm novo tipo de circulador de quatro portas baseado em grafeno para a faixa de frequência terahertz é proposto e analisado neste trabalho. O mesmo é constituído de dois guias de ondas paralelos acoplados lateralmente a um ressonador magnetizado em forma de elipse. A secção transversal dos componentes apresenta uma estrutura com três camadas consistindo de grafeno, dióxidos de sílica e silício. O ressonador de grafeno é magnetizado normalmente em seu plano por um campo magnético externo DC. O princípio físico do dispositivo é baseado na ressonância dipolar da cavidade ressonante de grafeno magnetizado. Utilizando a Teoria de Grupos Magnéticos, conseguimos analisar as matrizes de espalhamento das componentes de simetria do dispositivo. Além disso, foi usada a Teoria de Modos Acoplados Temporal, com o intuito de analisar analiticamente as características do dispositivo. Investigou-se a influência de diferentes parâmetros sobre as características do circulador através do software Comsol Multiphysics. Simulações numéricas demonstram o isolamento das portas 3 e 4 em torno de -32,6 dB e -16,2 dB, perdas de inserção em torno de -2,5 dB, reflexão em torno de -20,3 dB e 5,7% de largura de banda com a frequência central de 5,03 THz. O campo magnético DC de polarização aplicado é de 0,8 T. A frequência central do circulador pode ser controlada pela mudança na energia de Fermi do grafeno. Por fim, foi feito uma comparação entre o modelo numérico e analítico do dispositivo, através das ferramentas citadas.pt_BR
dc.identifier.citationOLIVEIRA, Thiago Lima de. Circulador de 4 portas baseado em um ressonador elíptico de grafeno na região terahertz. Orientador: Victor Alexandrovich Dmitriev. 2020. 67 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém, 2020. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/17241. Acesso em:.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/17241
dc.languageporpt_BR
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-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.source.uriDisponível na internet via correio eletrônico: bibliotecaitec@ufpa.brpt_BR
dc.subjectCirculadorpt_BR
dc.subjectGrafenopt_BR
dc.subjectPlasmons de superfíciept_BR
dc.subjectDispositivo não recíprocopt_BR
dc.subjectCirculatoren
dc.subjectGrapheneen
dc.subjectSurface plasmonsen
dc.subjectNon-reciprocal deviceen
dc.subject.areadeconcentracaoTELECOMUNICAÇÕESpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOESpt_BR
dc.subject.linhadepesquisaELETROMAGNETISMO APLICADOpt_BR
dc.titleCirculador de 4 portas baseado em um ressonador elíptico de grafeno na região terahertz.pt_BR
dc.title.alternativeCirculador de quatro portas baseado em um ressonador elíptico de grafeno na região terahertz.
dc.typeDissertaçãopt_BR

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