CIRCULADORES DE BANDA ULTRALARGA PARA REGIÃO TERAHERTZ BASEADO EM GRAFENO

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Abstract

CIRCULADORES DE BANDA ULTRALARGA PARA REGIÃO TERAHERTZ BASEADO EM GRAFENO.A presente invenção refere-se a dois circuladores de quatro portas comestruturas planas, sendo o primeiro com a forma geométrica da letra X e o segundocomposto pela junção de duas estruturas em forma de T. Eles consistem de guias deonda de grafeno conectados a uma região central também de grafeno, ambosdepositados sobre um substrato dielétrico formado por uma camada de sílica (SiO2) eoutra de silício (Si). A parte central dos circuladores está sob a influência de umcampo magnético DC externo normal à camada de grafeno. Desta forma, acondutividade do grafeno adquire um caráter tensorial, com elementos não-diagonaisantissimétricos. Essa propriedade é usada para projetar os dispositivos apresentadosnesta patente na região THz. O princípio físico de funcionamento dos dispositivos ébaseado na propagação de ondas de plasmons polaritons de superfície (Surfaceplasmon-polariton - SPP) que se propagam simetricamente em relação ao plano desimetria dos guias de onda de grafeno e se transformam em modos guiados porborda na região central magnetizada. Os resultados demonstram que os dispositivostêm boas características, apresentando perdas de inserção e isolamentos melhoresque -3 dB e -15 dB, respectivamente. A largura de banda de um dos circuladoresestá em torno de 44% com campo magnético DC externo aplicado de 1,5 T epotencial químico de 0,15 eV. Os dispositivos em questão, podem ser úteis emcircuitos THz integrados, tendo como vantagens o pequeno tamanho e operarem emuma ampla faixa de frequência.