Geri Dön

Modeling, design and fabrication of metal-insulator-metal diodes as rectenna element for infrared energy harvesting and detection applications

Kızılötesi enerji hasatı ve algılama uygulamaları için rectenna elemanlarında kullanılacak metal-yalıtkan-metal diyotlarının modellenmesi, tasarımı ve üretimi

PDF İndir

  1. Tez No: 418646
  2. Yazar: MESUT İNAÇ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. YAŞAR GÜRBÜZ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Sabancı Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 89

Özet

Günümüz enerji hasatı yapan ve algılayan aygıtların verimlilik düşük ve üretim maliyetleri yüksektir. Gelecek enerji hasatı ve algılayıcı teknolojilerinin en öne çıkan adayı, düşük maliyetleri ve potansiyel yüksek verimlilikleri nedeniyle antenle bağlaşık doğrultuculardır (rectenna). Elektronik aygıtların THz freaknsında çalışma-dıklarından bir boşluk bulunmaktadır. Bu boşluğu THz antenlar ve Metal-Yalıtkan-Metal (MYM) diyotlar doldurabilecekler ve bu alanda, enerji hasadı ve algılayıcı e-lemanlarında muhtemel verimlimlilik artışına sağlayacaklardır. Bu tezde, 60 THz'de çalışacak ve yüksek verimlilikte olacak rectenna elemanları için metal-yalıtkan-metal (MYM) diyotları sunulmaktadır. Rectenna'larda kullanılmak üzere üç farklı anten 60 THz'de modellenmiş ve simüle edilmiştir, ve bu antenlarde 10 THz bant genişliğinde %95, %45 ve %70 ışınım verimlilikleri görülmüştür. MYM diyotları, modellenmiş, simüle edilmiş, MYM yapısı fiziksel özellikleri üzerine parametrik analizleri yapılmış, ve yüksek verimli rectenna için malzeme setleri bulunmuştur. MYM diyotları bu malzeme setlerinden üretilmiş, ölçümleri yapılmış ve özellikleri nitelendirilmiştir. Bu diyotlarda, 0V direnci olarak 2.3 kOhm, 3.6 kOhm, ve 35 kOhm dirençler gözlenmiş, -6.02 A/W ve 5.68 A/W duyarlılıklara ulaşılmıştır. Antenler MYM diyotlarıyla bağlaştırılıp rectenna verimliliği hesaplandığında %12, %3.5 ve %3 verimlilik değerlerine ulaşılmıştır.

Özet (Çeviri)

Current energy harvesting and detecting devices are lacking of efficiency and they have high fabrication costs. Antenna-coupled rectifiers (rectennas) are one of the most potential candidate for future energy harvesting and detection applications due to their low cost and potential high efficiencies. In the THz region, there is a gap that the speed of the devices cannot cover. Employing THz antennas and Metal-Insulator-Metal (MIM) diodes as rectenna elements can cover the gap and potentially resulting with high efficiency harvesters and detectors. In this thesis, it is presented metal-insulator tunneling diodes as rectenna elements operating at 60 THz to have highly efficient rectennas. Three THz antennas are modeled and simulated at 60 THz to be used in rectennas in which 95%, 45% and 70% radiation efficiencies over 10 THz bandwidth. MIM diode modeling and simulations are conducted and parametric analysis done to physical properties of MIM structure and found material sets for highly efficient rectennas. MIM diodes are fabricated with these material sets, measured and characterized. It is achieved that 0 V resistance of didoes are 2.3 kOhm, 3.6 kOhm, and 35 kOhm. -6.02 A/W and 5.68 A/W responsivities are reached. Calculated rectenna efficiency when antennas are coupled with fabricated MIM diodes are 12%, 3.5% and 3%.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    858011

    Computational design and analysis of nanostructured materials for neuromorphic engineering

    Neuromorfik mühendislik için nano yapılı malzemelerin hesaplamalı tasarımı ve analizi

    AYKUT TURFANDA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HİLMİ ÜNLÜ

  2. Tez No

    201711

    Design and fabrication of RF MEMS switches and instrumentation for performance evaluation

    RF MEMS anahtar tasarımı ve üretimi ve performans değerlendirme sistemi

    HALİL İBRAHİM ATASOY

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2007

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ŞİMŞEK DEMİR

    PROF. DR. TAYFUN AKIN

  3. Tez No

    832131

    Enhancement of dispenser cathode fabrication with pre – design activation simulations and polymer doping

    Polimer katkılandırma ve ön aktivasyon tasarımı benzetim çalışmaları ile dispenser katotların üretim süreçlerinin geliştirilmesi

    NERGİS YILDIZ ANGIN ATMACA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ESRA ALVEROĞLU DURUCU

  4. Tez No

    866216

    Design of additively manufactured hybrid structural brackets via topology optimization

    Topoloji optimizasyonu ile eklemeli imalata uygun hibrit yapısal braketlerin tasarımı

    CENGİZ KÖSEOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MESUT KIRCA

  5. Tez No

    313556

    Design and electromechanical modeling of vertically stacked silicon nanowire arrays as coupled resonators

    Üst üste yerleştirilmiş silisyum nanotel dizilerinin bağlaşımlı çınlaçlar olarak tasarımı ve elektromekanik modellemesi

    İSMAİL YORULMAZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. B. ERDEM ALACA

Geri Dön