مشخصات پژوهش

عنوان	تحلیل، مدلسازی و بهینه سازی ساختارها و مدارات چند لایه گرافنی با استفاده از روش معادلات انتگرالی
نوع پژوهش	پایان نامه
کلیدواژه‌ها	محاسبات الکترومغناطیس، معادلات انتگرالی، روش ممان، گرافن، مدارهای چند لایه
چکیده	در این پژوهش هدف استفاده از روش معادلات انتگرالی حوزه فرکانس در تحلیل ساختارهای چندلایه و مدارات گرافنی است. به دلیل خواص منحصر به فرد ماده گرافن مانند تغییر پذیری با فرکانس، دو همسانگرد بودن و نازک بودن آن (0.34nm)، روش های مبتنی بر معادلات دیفرانسیلی که در نرم افزارهای رایج همچون HFSS و CST بکار می روند، کارایی خود را در تحلیل چنین ساختارهایی از دست خواهند داد. بنابراین در این پروژه برای اولین بار (از نقطه نظر نویسنده این پژوهش) از روش معادلات انتگرالی برای تحلیل ساختار های چندلایه و مدارات گرافنی استفاده شده است. در این روش به جای مش بندی کل ساختار تنها بخش های گرافنی مش بندی شده و از تابع گرین مناسب استفاده می شود تا حجم مجهولات به شدت کاهش یافته و سرعت انجام محاسبات افزایش یابد. همچنین امکان بهینه سازی برای ساختارهای چندلایه و مدارات گرافنی را به وجود می آورد. تحقق این موضوع از آن جهت است که در روش پیشنهادی سرعت انجام محاسبات به شدت افزایش می-یابد، در نتیجه می توان آزمایش های بیشتری را در زمان کمتری انجام داد بنابراین امکان رسیدن به یک جواب بهینه در زمان کمتر را محقق می سازد. در این تحقیق از این روش برای تحلیل نانو-آنتن گرافنی با شکل دلخواه در رنج فرکانسی تراهرتز استفاده شد. در روش پیشنهادی، از تحلیل ممان حوزه فرکانس برای حل معادلات انتگرالی پتانسیل مختلط استفاده شد. معادلات انتگرالی مورد نیاز در این روش از پیوستگی مؤلفه مماسی میدان الکتریکی روی سطح گرافن و فلز ایده آل استخراج می شود. برای نشان دادن کارایی و دقت روش پیشنهادی از نرم افزار تجاری HFSS که بر پایه روش المان محدود است، استفاده شد. همچنین در این تحقیق نشان داده شد که روش پیشنهادی در مقایسه با نرم افزار تجاری HFSS، 21 برابر سریع تر بوده و تقریبا 1000 برابر حافظه کمتری نیاز دارد. بنابراین روش پیشنهادی روشی بهینه و مناسب برای بررسی ساختارهای دلخواه ساخته شده در صنعت برق با گرافن در رنج فرکانسی تراهرتز است.
پژوهشگران	حمیدرضا کرمی (استاد راهنما)، مجید روشنائی (دانشجو)، پریسا دهخدا (استاد مشاور)