Dispozitive nanoelectronice bazate pe grafene pentru aplicatii in domeniul frecventelor inalte

Rezumat IDEI 2013

Multiplicatorul este fabricat folosind technologia pusa la punct la faza din 2012 fara modificari notabile. Insa exista o diferenta majora fata de linia CPW. Asa cum se observa , multiplicatorul este format din doua linii CPW cuplate, conductorul central al CPW fiind format de doual linii cuplate pe distanta de 36 mm, si despartite intre ele de 1 mm. Am ales aceasta varianta de proiectare pentru a utiliza grafena ca element neliniar , cele doua brate ale liniei CPW fiind folosite sa excite grafena cu un semnal cu frecventa f0 si sa colecteze raspunsul la nf0. Din acest punct de vedere circuitul de multiplicare pe grafena este adaptat proprietatilor grafenei , si nu seamana cu un multiplicator realizat cu semiconductori.
 

Fig.1 Multiplicatorul de frecvente.

Fig. 2. Multiplicare cu frecventa de intrare 5 GHz si putere de intrare 0 dBm.

Rezultatale arata ca la frecvente inalte (peste 20 GHz) amplitudinea armonicilor creste deoarece absorptia in unde millimetrice scade cu freceventa.Alte rezultate prezentate mai jos dovedesc ca masuratorile si explicatiile teoretice sunt corecte. In figura 4 este prezentata generarea armonicilor pornind de la frecventa f0=12 GHz cu acesiasi putere ca mai sus.

In concluzie , am conceput si realizat un multiplicator care foloseste ca element neliniar  grafena. Spre deosebire de multiplicatoarele cu semiconductori , armonice cresc in amplitudine odata cu freceventa, deorece pierderile grafenei scad pe masura ce creste freceventa ,fiind singurul material cu acesta comportare.

1. Daniela Dragoman and Mircea Dragoman, Geometrically induced rectification intwo-dimensional ballistic nanodevices, J. Phys. D: Appl. Phys. 46 (2013) 055306 (6pp)
2. Mircea Dragoman, Alina Cismaru, Adrian Dinescu, Daniela Dragoman, G. Stavrinidis, and . G. Konstantinidis, Enhancement of higher harmonics in graphene-based coupled coplanar line microwave multipliers, Journal of Applied Physics 114, 154304 (2013);
3. Martino Aldrigo, Mircea Dragoman, Alessandra Constanzo, and Daniela Dragoman, Graphene as a high impedance surface for ultra-wideband electromagnetic waves, Journal of Applied Physics 114, 184308 (2013);
4. M.Dragoman, Nanoelectronics on a single atom sheet, Romanian Reports in Physics, Vol. 65, No. 3, P. 792–804, 2013.