الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 25000 تومان
(ایران ترجمه - irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۱۷۴
کد مقاله
ELC174
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
دیودهای هندسی گرافنی برای رکتناهای نوری: فصل ۷ – رکتناها با استفاده از دیودهای فلز ـ عایق ـ فلز
نام انگلیسی
GRAPHENE GEOMETRIC DIODES FOR OPTICAL RECTENNAS: Chap-07 – RECTENNAS USING METAL-INSULATOR-METAL DIODES
تعداد صفحه به فارسی
۲۰
تعداد صفحه به انگلیسی
۱۳
کلمات کلیدی به فارسی
دیود هندسی گرافنی, رکتنای نوری
کلمات کلیدی به انگلیسی
GRAPHENE GEOMETRIC DIODE, OPTICAL RECTENNA
مرجع به فارسی
دپارتمان مهندسی برق، دانشگاه بریگهام یانگ، دانشگاه کلرادو بولدر
دپارتمان مهندسی برق، کامپیوتر و انرژی، دانشگاه کلرادو، ایالات متحده
مرجع به انگلیسی
Brigham Young University; University of Colorado Boulder; A thesis submitted to the
Faculty of the Graduate School of the
University of Colorado in partial fulfillment
of the requirement for the degree of
Doctor of Philosophy
Department of Electrical, Computer, and Energy Engineering
کشور
ایالات متحده
دیودهای هندسی گرافنی برای رکتناهای نوری
فصل ۷: رکتناها با استفاده از دیودهای فلز ـ عایق ـ فلز
فصل ۷
رکتناها با استفاده از دیودهای فلز ـ عایق ـ فلز
الف. دیودهای فلز ـ عایق ـ فلز
رکتناها با استفاده از دیودهای فلز ـ عایق ـ فلز (MIM) فراهم آورنده یک رویکرد جایگزین برای تشخیص تابش مخصوصاً در فرکانس های تراهرتزی می باشند (Eliasson، ۲۰۰۱). این دیودها بر مبنای اصل تونل زنی الکترون در یک عایق عمل می نمایند (Grover، ۱۹۷۸). تونل زنی الکترونی در عایق های نازک یک فرآیند ذاتاً سریع به شمار می آید که در کمتر از فمتوثانیه محقق می شود. این نوع از عملیات پر سرعت سبب می شود تا دیودهای MIM برای عمل تحت فرکانس های تراهرتزی مناسب باشند. از آنجایی که تونل زنی الکترونی به عنوان یک فرآیند غیرخطی به شمار می آید، این دیودها دارای مشخصه های جریان ـ ولتاژ به صورت غیرخطی هستند. یک پاسخ سریع با ویژگی عدم خطیت در مشخصات I(V) اجازه یکسوسازی فرکانس بالای سیگنال های AC به DC را می دهد. جریان DC به طور مستقیم در تناسب با توان ورودی AC می باشد، که در آن پاسخ دهی دیود نیز تحت عنوان یک ضریب تناسبی به شمار می آید.
با وجود آنکه دیودهای MIM جزء فشرده یا محدود به طور اصلی در ارتباط با عملکرد بر حسب ثابت زمان RC آنها در ۲۸ تراهرتز محدود می باشند، رکتناهای دمای اتاق با استفاده از دیودهای MIM قابلیت حاصل آوردن آشکارسازی بالا در ۱ تراهرتز را دارند (Grover و Moddel، ۲۰۱۱). یک دیود Ni-NiO-Ni MIM مقاوم در یک رکتنا (۱۰۰ Ω در ۳۳/۰ V با بایاس ۷۴/۰ mA) (Joshi، ۲۰۱۳) دارای کارایی کوپلینگ ۷۷ درصدی و پاسخ دهی سیستمی ۲/۵ A/W می باشد. دیود Ni-NiO-Ni از یک لایه NiO به ضخامت تقریبی ۲ نانومتری با یک طول لبه دیود ۴۰۰ نانومتری در زمینه تطبیق امپدانس با آنتن برخوردار می باشد. گذردهی نسبی NiO برابر با تقریباً ۵/۶ در ۱ تراهرتز می باشد (Thacker، ۲۰۱۳). ظرفیت خازنی محاسبه شده دیود برابر با تقریباً ۴ fF است. منحنی های شبیه سازی شده برای چگالی جریان (J) و پاسخ دهی در برابر ولتاژ بایاس کاربردی در شکل ۷ـ۱ نشان داده شده است.
دیودهای هندسی گرافنی برای رکتناهای نوری: فصل ۷ – رکتناها دیودهای فلز ـ عایق ـ فلز
ب. رکتناهای تراهرتزی با استفاده از دیودهای فلز ـ عایق ـ فلز
فرآیندهای طراحی و ساخت بکار گرفته شده برای رکتناها در ۱ تراهرتز بر حسب ضروریات مربوط به دیود و آنتن مدنظر می باشند. آنتن ها نیازمند یک فلز دارای اتلاف پایین در فرکانس های تراهرتز می باشند. طلا به واسطه رسانایی بالای آن و پایداری سطحی مناسب می باشد. آنتن پاپیونی طلایی متشکل از دو بازوی مثلثی به درازای ۴۹ میکرومتر با گپ ۲ میکرومتری در مرکز می باشد. دیود MIM همپوشان در مرکز این گپ قرار می گیرد. کل سیستم رکتنا بر روی ویفرهای سیلیکونی با مقاومت ویژه بالای (>2,000 Ω-cm) و همراه با اکسیدهای رشد یافته حرارتی به ضخامت تقریباً ۳۰۰ نانومتر ساخته می شوند. شکل ۸ـ۳ و ۸ـ۴ نشان دهنده طراحی CAD و تصاویر میکروسکوپ ابزاره رکتناهای ساخته شده با دیودهای MIM تحت پیکربندی جزء محدود می باشد.
دیودهای هندسی گرافنی برای رکتناهای نوری: فصل ۷ – رکتناها دیودهای فلز ـ عایق ـ فلز
ج. ارتقاء در فرایند ساخت دیود MIM
رکتناهای MIM با یک لایه NiO به ضخامت ۲ نانومتری، با استفاده از فرآیند ساخت همپوشان، که نشان دهنده یک پاسخ نوری در ۱ تراهرتز می باشند، ساخته شدند. با این وجود، مقاومت های دیودهای MIM با مساحت کوچک و لایه NiO نازک به صورت پایدار نمی باشد، در حالی که مقاومت دیودهای Ni–NiO–Ni ساخته شده از یک لایه NiO به ضخامت ۴ الی ۷ نانومتری از پایداری مناسبی در بین افزاره ها برخوردار بوده و در تناسب با مقیاس مساحت دیود عمل می نمایند. با توجه به گوناگونی زیاد در مقاومت برای دیودهای MIM کوچک، مشخص سازی این موضوع که آیا مقاومت دیود با توجه به مساحت آن زیاد می شود یا خیر به عنوان یک مشکل به شمار می آید. محتمل ترین دلیل برای ناسازگاری مشاهده شده اکسیداسیون غیریکنواخت سطح و رسانایی نشتی لبه افزاره های همپوشان می باشد.
در این راستا یک فرآیند ساخت جدید با استفاده از پروسه “حفره رسانا” توسعه یافته است، که به نظر قابلیت ممانعت از رسانایی لبه ای دیود را خواهد داشت. اولین دو مرحله این فرآیند مشابه با پروسه همپوشانی می باشد. یک لایه Ni/Au تحتانی با ضخامت ۱۰ الی ۳۰ نانومتر با استفاده از لیتوگرافی DUV الگوسازی شده و به وسیله تبخیر حرارتی رسوب گذاری شد. متعاقباً، یک فرایند برداشت فلز در دمای ۶۰ درجه سلسیوس برای ۱ ساعت با استفاده از حذف کننده رزیست ۱۱۶۵ اعمال شد. متعاقباً، پشته ای با مشخصات ۳۰-nm-thick Ni/2-nm- thick NiO/30-nm-thick Ni/10-nm-thick با لایه Au الگوسازی شده و جهت مشخص سازی مساحت دیود فعال برداشت شد. لایه NiO به ضخامت ۲ نانومتر نیز به وسیله اکسیده سازی ویفر در حضور پلاسمای O2 رشد داده شد. متعاقباً، یک لایه SiO2 با ضخامت ۸۰ نانومتر با استفاده از رسوب بخار شیمیای ارتقاء یافته ـ پلاسما (PECVD) رشد داده شد. بعد از آن، لیتوگرافی DUV و فرآیند اچ یون واکنش گر جهت الگوسازی و شکل دهی حفره های رسانا بر روی بخش فوقانی دیودها انجام شدند. در نهایت، یک لایه مفتول طلا با ضخامت ۱۰ نانومتر ـ Ni/80 ـ به وسیله لیتوگرافی DUV مشخص شده و فرآیند لیفت آف یا برداشت فلزی اعمال شد. جهت اطمینان از عدم وجود پسماند یا باقیمانده رزیست، فرآیند دسکام پلاسمای O2 در ۱۰۰ W و ۳۰۰ mTorr برای مدت ۲ دقیقه پس از هر مرحله لیتوگرافی DUV انجام شد. شکل ۷ـ۹ ارائه دهنده دیود MIM ساخته شده با یک حفره رسانای تماسی الگوبرداری شده می باشد. شکل ۷ـ۱۰ نشان دهنده سطح مقطع شماتیک ابزاره ارائه شده در شکل ۷ـ۹ است.
دیودهای هندسی گرافنی برای رکتناهای نوری: فصل ۷ – رکتناها دیودهای فلز ـ عایق ـ فلز
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
