Terahertz frekansları için Nano-Elektro-Mekanik-Sistemler (NEMS) anahtar tasarımı
Nano-Electro-Mechanical Systems (NEMS) switch design for terahertz frequency
- Tez No: 597184
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET ÜNLÜ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 128
Özet
Bu çalışmanın amacı, terahertz frekansları için elektrik-elektronik teknolojisi alanında sürekli gelişme gösteren Nano-Elektro-Mekanik Sistemler (NEMS) teknolojisi kullanarak elektrostatik NEMS anahtarın mekanik ve elektromanyetik tasarımını sunmaktır. Bu çalışmada, simülasyon çalışması metal temas NEMS anahtarının mekanik ve elektromanyetik davranışını gözlemlemek için uygulanmıştır. Geliştirilen HFSS simülasyonları tasarlanmış NEMS anahtarının izolasyonunu ve ekleme kaybını göstermektedir. ON ve OFF durumları için metal temas NEMS anahtarın devre modeli çizilmiştir. CoventorWare simülasyonlarında, aşağı çekme gerilimi, çalıştırma yay sabiti, geri çağırım yay sabiti, anahtarlama zamanı, temas kuvveti ve geri çağırım kuvveti gibi anahtarın mekanik özelliklerini gösterilmiştir. CoventorWare simülasyonları sonuçları analitik sonuçlar ile MATLAB'da karşılaştırılmaktadır. Tezin araştırma aşamasında son yıllarda NEMS anahtar ile ilgili çalışmalar taranarak 2002-2018 dönemine ait makaleler, konferanslar ve tezler incelenmiştir. Bunun yanı sıra, NEMS anahtarın mekanik ve elektromanyetik yapısı tartışılmıştır. Yapılan çalışma sonucunda, araştırmadan elde edilen bilgilere göre düşük çekme gerilimi, yüksek anahtarlama süresi ile beraber 1 terahertz'e kadar yüksek izolasyon, düşük araya girme yitimine sahip metal temas NEMS anahtarı geliştirilmiştir. Geliştirilen 7x15 ve 7x20 mikrometre kare anahtarların mekanik özellikleri sırasıyla 68.5-36.5 volt çekme gerilimi, 0.5-0.8 mikrosaniye anahtarlama süresi, 7-3 mikronewton temas kuvveti, 4.75-2 mikronewton geri çağırım kuvvetidir. Anahtar, 500 gigahertze kadar -15 desibel izolasyona ve 500 gigahertz - 1 terahertz arasında -10 desibel izolasyona sahiptir. Anahtarın araya girme kaybı ise 1 terahertz kadar -2 desibeldir.
Özet (Çeviri)
The aim of this study is to present the mechanical and electromagnetic design of the electrostatic NEMS switch using Nano-Electro-Mechanical Systems (NEMS) technology which shows continuous improvement in the field of electrical-electronic technology for terahertz frequencies. In this study, the simulation study was applied to observe the mechanical and electromagnetic behavior of the metal contact NEMS switch. The developed HFSS simulations demonstrate the isolation and insertion loss of the designed NEMS switch. Also circuit model was drawn of the metal contact NEMS switch for ON and OFF state. The CoventorWare simulations show the mechanical properties of the switch, such as the pull-in voltage, actuation spring constant, release spring constant, switching time, contact force and release force. The results of CoventorWare simulations are compared with analytical results in MATLAB. In the research phase of the thesis, the studies related to the NEMS, miniature MEMS switches were searched and the articles, conferences and thesis of the period of 2002-2018 were examined. Besides, the mechanical and electromagnetic structure of the NEMS switch are discussed. As a result of the study, low pull-in voltage, high isolation, low insertion loss, high switching time up to 1 terahertz metal contact NEMS switch has been developed. Developed 7x15 and 7x20 micrometre square switch's mechanical properties are 68.5-36.5 volt pull-in voltage, 0.5-0.8 microsecond switching time, 7-3 micronewton contact force, 4.75-2 micronewton restoring force. Switch has -15 decibel isolation up to 500 gigahertz and -10 decibel isolation between 500 gigahertz to 1 terahertz. Insertion loss of the switch is -2 decibel up to 1 terahertz.
Benzer Tezler
- Frequency reconfigurable terahertz sources using nano-actuators
Nano-anahtarlama yöntemi ile frekansı ayarlanabilir terahertz kaynaklar
KAZIM DEMİR
Doktora
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ÜNLÜ
- Hierarchical dirichlet process based gamma mixture modelling for terahertz band wireless communication channels and statistical modelling of 240 GHz - 300 GHz band
Terahertz bandı kablosuz haberleşme kanalları için hiyerarşik dirichlet sürecine dayalı gamma karışım modeli ve 240 GHz-300 GHz bandının istatistiksel modellenmesi
ERHAN KARAKOCA
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNEŞ ZEYNEP KARABULUT KURT
- Investigation of dual-narrowband plasmonic perfect absorbers at visible frequencies for biosensing
Biyo algılama için görülebilir frekanslarda ikili ince bant plazmonikmükemmel soğurucuları incelemesi
FARHAN ALI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ GÜLSEREN
YRD. DOÇ. DR. SERAP AKSU RAMAZANOĞLU
- 6G uygulamaları için terahertz dalgaboyu altı sınırlı dalga kılavuzlarının en iyilenmesi
Optimization of terahertz sub-wavelength limited waveguides for 6G applications
MESUT DEMİRCİOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÜNLÜ
- Detecting microwave and millimeter wave/THz signals using AC driven glow discharge detectors
AC tahrikli glow dıscharge detektörleri kullanarak mikrodalga ve milimetre dalga/THz sinyallerin belirlenmesi
HUSSEIN SSALI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ASAF BEHZAT ŞAHİN