Efeitos térmicos em dispositivos baseados em cristais fotônicos dielétricos

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Santos, Kézia Barreto
• Orientador(a): Rodríguez-Esquerre, Vitaly Félix
• Banca de defesa: Rodríguez-Esquerre, Vitaly Félix , Barros, Ana Júlia Fernandes de Oliveira , Sisnando, Anderson Dourado
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal da Bahia
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica (PPGEE)
• Departamento: Escola Politécnica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Banda fotônica proibida; Cristais fotônicos; Metamateriais; Temperatura; Transmissividade
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES::SISTEMAS DE TELECOMUNICACOES
• Link de acesso: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/41275

Os metamateriais são gerados artificialmente a partir dos materiais naturais criando estruturas sintéticas que apresentam propriedades distintas, que quando combinadas formam propriedades eletromagnéticas específicas reagindo com frequências ressonantes configuráveis dentro do espectro desejado. Neste trabalho, foi estudado o efeito causado pela variação da temperatura na transmissividade, observando a influência do índice de refração, as frequências ressonantes e os comprimentos de onda em estruturas fotônicas compostas por metamateriais, como cristais fotônicos. Foram analisados os efeitos térmicos na transmissão de cavidades ressonantes em um cristal fotônico unidimensional em três casos distintos, compostos por camadas alternadas de Arsento de Gálio (GaAs), Silício (Si), Bismuto-Germânio-Oxigênio (BGO) cada um combinado com Sílica (SiO2), todos com defeitos de SiO2, considerando os coeficientes termo-ópticos e os coeficientes de expansão térmica dos metamateriais. Também foram investigados os efeitos termo-ópticos na Estrutura da Banda Fotônica (PBS, em inglês) de um cristal fotônico bidimensional de rede quadrada, em três situações com elementos compostos por cilindros de BGO, GaAs e Si, todos embutidos no ar. Verificou-se que, o índice de refração é dependente da variação da temperatura, e os comprimentos de ondas ressonantes foram alterados, uma vez que, os efeitos termo-ópticos afetaram as estruturas fotônicas unidimensionais, obtendo uma eficiência da transmissividade superior a 85%. Os resultados revelaram que com o aumento da temperatura houve uma redução das frequências das bandas de operação e um alargamento da Banda Fotônica Proibida (PBG, em inglês) em todos os casos estudados para os cristais fotônicos bidimensionais.