Estudo de propagação de plásmons de superfície em grafeno e realização de portas lógicas OR, AND e XOR

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2017
Autor(a) principal: Aguiar, Antônio Francisco
Orientador(a): Silva, João Batista Rosa
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/37240
Resumo: This work aims to study devices based on graphene in order to obtain logic gates. The model is based on graphene immersed nanofits in dielectric substrate, constructed in such a way that there is coupling of surface plasmon polaritons (SPPs) between sheets of graphene. An interferometric device was proposed as a function of the conductivity of the graphene nanofits and of the geometric dimensions. It was made a numerical analysis of the behavior of the SPPs modes in relation to their chemical potential, as well as a scan of geometric parameters of the device in order to obtain the necessary configurations to perform the logical AND/OR/XOR functions for OOK modulation. The results showed that the lowest extinction level obtained at the proposed gates outputs, referring to the ON state (logical bit 1), was - 4.75 dB. While the OFF state (logical bit 0), the highest extinction level was -11.29 dB. For the OR gate presented higher transmission and coupling efficiency, around -4 dB, for a chemical potential of 0.229 eV for the graphene embedded in a silica substrate with relative permittivity of 2.1. In the AND gate the transmission performance was approximately -5 dB in the coupling region, when the two input channels are ON. This proves the efficiency of graphene plasmon-based logic gates with a minimum average extinction ratio between the 6 dB OFF/ON states for all logic function types.
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It was made a numerical analysis of the behavior of the SPPs modes in relation to their chemical potential, as well as a scan of geometric parameters of the device in order to obtain the necessary configurations to perform the logical AND/OR/XOR functions for OOK modulation. The results showed that the lowest extinction level obtained at the proposed gates outputs, referring to the ON state (logical bit 1), was - 4.75 dB. While the OFF state (logical bit 0), the highest extinction level was -11.29 dB. For the OR gate presented higher transmission and coupling efficiency, around -4 dB, for a chemical potential of 0.229 eV for the graphene embedded in a silica substrate with relative permittivity of 2.1. In the AND gate the transmission performance was approximately -5 dB in the coupling region, when the two input channels are ON. This proves the efficiency of graphene plasmon-based logic gates with a minimum average extinction ratio between the 6 dB OFF/ON states for all logic function types.Este trabalho tem como objetivo o estudo de dispositivos baseados em grafeno com finalidade de obter portas lógicas. O modelo é baseado em nanofitas de grafeno imersas em substrato dielétrico, construído de forma que haja acoplamento de “surface plásmons polaritons” (SPPs) entre folhas de grafeno. Um dispositivo interferométrico foi proposto como função da condutividade das nanofitas de grafeno e das dimensões geométrica. Foi feito uma análise numérica do comportamento dos modos SPPs em relação a seu potencial químico, assim como uma varredura de parâmetros geométricos do dispositivo com a finalidade de se obter as configurações necessárias para realização das funções lógicas AND, OR e XOR para modulação OOK. Os resultados mostraram que o menor nível de extinção obtido nas saídas das portas propostas, referente ao estado ON (bit lógico 1), foi de -4,75 dB. Enquanto que o estado OFF (bit lógico 0), o maior nível de extinção foi de -11,29 dB. Para a porta OR apresentou maior eficiência de transmissão e acoplamento, em torno de -4 dB, para um potencial químico de 0,229 eV para o grafeno embebido em um substrato de sílica com permissividade relativa de 2.1. Na porta AND o desempenho de transmissão foi aproximadamente de -5 dB na região de acoplamento, quando os dois canais de entrada estão ON. Isso comprova a eficiência das portas lógicas baseadas em plasmônica de grafeno, com uma razão de extinção média mínima entre os estados OFF / ON de 6 dB para todos os tipos de funções lógicasTeleinformáticaGrafenoLogical portsGraphNanofotônicaPlásmonsPlasmonicEstudo de propagação de plásmons de superfície em grafeno e realização de portas lógicas OR, AND e XORinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/37240/4/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD54ORIGINAL2017_dis_afaguiar.pdf2017_dis_afaguiar.pdfapplication/pdf2681104http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/37240/5/2017_dis_afaguiar.pdfc67ac0cca06ff57b9afb659aa1f14e6bMD55riufc/372402023-02-10 10:46:16.6oai:repositorio.ufc.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2023-02-10T13:46:16Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
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