A performance-enhanced planar schottky diode for terahertz applications:An electromagnetic modeling approach
Terahertz uygulamaları için optimize edilmiş bir yüzeysel schottky diyot: Elektromanyetik modelleme tabanlı bir yaklaşım
- Tez No: 374342
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ALİ KEMAL OKYAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 62
Özet
Milimetre altı tayfı olarak da bilinen terahertz (THz) tayfı, elektromanyetik bantın mikrodalga ile kızılötesi/görünür bölgeleri arasında bulunan ve ITU tarafından 0.3 THz ve 3 THz arasındaki frekansları kapsayacak şekilde tanımlanmış bir frekans bölgesidir. Fakat mikrodalga ve kızılötesi/görünür bölgelere nazaran“THz bölgesi”detaylı olarak incelenmiş bir bölge değildir ve ancak son yıllarda yoğun olarak bilimsel ilgi görmeye başlamıştır. Dolayısıyla, THz tabanlı elektromanyetik araştırmalar günümüzde bir bilimsel devrim altında bulunmakta ve biyotıp, sensörler ve iletişim gibi birçok sektörde kullanım için geliştirilmektedir. Hali hazırda kullanılan algı sistemlerinin en hızlısı olan Schottky diyodu, THz-bazlı iletişim alıcıları için umut verici bir parçadır. Ancak Schottky diyotlarının verimi, THz frekanslarında bulunan parazitik elemanlar tarafından sınırlandırılmaktadır. Bu parazitik parçaların etkilerinin azaltılması konusunda son yıllarda yoğun ilgi gören bir araştırma konusudur. Bu çalışmada yüksek frekanslı yapısal simülatör (high frequency structural simülatör, HFSS) yardımı ile elektromanyetik modelleme yapılarak Schottky diyot yapılarının analizi için sistematik bir yaklaşım geliştirilmiştir. 3-boyutlu EM modelleme sonucu alınan S-parametreleri Microwave Office ortamına alınarak tüm parazitik elemanlar (dirençler ve kapasitanslar) toplu eşdeğer devre modelinden çıkarılmıştır. Bu yöntem kullanılarak bir diyot üzerindeki geometrik tasarım parametrelerinin diyot performansına yaptığı etki görülüp, optimal diyot tasarımları elde edilmektedir. Bahsedilen yöntem ile shunt kapasitansı ve seri direncini minimuma indirecek iki tasarım konsepti öne sürmekteyiz. Öne sürülen tasarım, referans olarak kullanılan standart bir diyoda nazaran dört kat daha yüksek bir kesim frekansı göstermektedir. Kullanılan yöntem, sadece diyot optimizasyonu ile sınırlı olmayıp, yüksek frekanslı çapraz konuşma gürültüsünün azaltılmasının önemli olduğu tüm entegre yüzeysel cihazlar için de kullanılabilmektedir.
Özet (Çeviri)
Terahertz (THz) spectrum, also called submillimeter spectrum, is a portion of electromagnetic (EM) band within the ITU-designated band of frequencies from 0.3 THz to 3 THz sandwiched between microwave and infrared/optical in EM spectrum. However compared to its microwave and infrared/optical neighbors, 'THz gap' is not heavily explored and it became a hot topic for researchers in recent years. As a result, progress in THz electromagnetics is currently undergoing a renaissance, with burgeoning wide range of applications such as biomedical imaging, sensing and communication applications. Schottky diode, the fastest conventional detection technology, is a promising component for future THz communication receiver systems. However, the overall performance of planar Schottky diode is limited by parasitic elements at THz frequencies. Recently, a lot of efforts are devoted to decreasing the impact of parasitic components. In this work, we introduce a systematic approach for analyzing the Schottky diode structure based on electromagnetic modeling using high frequency structural simulator (HFSS). S-parameters obtained from this 3-dimensional EM simulation were imported to Microwave Office environment to extract all parasitic elements (resistances and capacitances) from lumped-equivalent circuit model. Using this methodology, the effect of geometrical design parameters on the performance of the diode is investigated by which an optimized diode can be obtained. Using this methodology, we propose two concepts to minimize the amount of shunt capacitance and series resistance. The proposed design shows a cut-off frequency that is about 4 times greater than that of reference conventional diode. This methodology is not just limited to the diode but also it can be extended to all integrated planar devices where high frequency cross talk noise is detrimental.
Benzer Tezler
- Kinematic nad dynamic performance of spherical wrist and planar wrist manipulators
Küresel bilekli ve düzlemsel bilekli manipülatörlerin kinematik ve dinamik başarımı
EFE BÜYÜKLİMANLI
- An adaptive modal pushover analysis procedure to evaluate the earthquake performance of high-rise buildings
Yüksek binaların deprem performansının değerlendirilmesi için bir uyarlamalı itme analizi yöntemi
MELİH SÜRMELİ
Doktora
İngilizce
2016
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERCAN YÜKSEL
- Synthesis, characterization and applications of fluorine containing maleimide polymers
Flor içeren maleimid polimerlerinin sentezi, karakterizasyonu ve uygulamaları
İPEK KAYALI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUBA ÇAKIR ÇANAK
- Investigation of electrodeposition conditions on the morphology and properties of zinc oxide and iron oxide films
Elektrokimyasal sentez koşullarının çinko oksit ve demir oksit filmlerin morfoloji ve özelliklerine etkilerinin incelenmesi
CEREN YILMAZ
Doktora
İngilizce
2014
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. UĞUR ÜNAL
- A deep learning model for susceptibility artifact correction in Echo Planar Imaging
Eko Planar Görüntülemede duyarlılık artefaktı düzeltme için derin öğrenme modeli
ABDALLAH GHAZI FAISAL ZAID ALKILANI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. EMİNE ÜLKÜ SARITAŞ ÇUKUR
DOÇ. TOLGA ÇUKUR