Modélisation Électromagnétique Des Antennes Miniatures à Base de Nanotubes de Carbone et de Graphène Dans la Bande Térahertz - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2016

Electromagnetic Modeling of nano-antennas based on Carbon Nanotubes and Graphene Nanoribbon in the THz Range

Modélisation Électromagnétique Des Antennes Miniatures à Base de Nanotubes de Carbone et de Graphène Dans la Bande Térahertz

Résumé

The discovery of carbonaceous nano-materials, namely carbon nano-tubes and graphene, has spawn astonishing development of nanotechnology that overcomes the intrinsic limitations of Silicon. Moreover, the nano-structures overwhelming properties have allowed to consider several applications in the Terahertz range mainly nano-antennas. Nevertheless, evoking such novel technology requires the design of physical models and specifically dedicated tools with unique features of these new materials. In the first part of this thesis, we deal with the design of an electromagnetic model that is based on integro-differential equations that aim to predict the response of planar graphene nanoribbon antennas. In the second part we propose an overall formulation based on MoM-GEC for modelling a graphene nanoribbon antennas array, which highlights the parameters influencing the coupling phenomenon. Our results confirm that the antennas arrays based on graphene nanoribbons provides the electric far field for very short distances which promotes the short-distances communications. Such new antennas could be adopted to enhance the communication between different components, such as the data transmission between the memory and the microprocessor in a Smartphone.
Avec l'apparition des nanomatériaux carbonés, notamment les nanotubes de carbone et le graphène, la nanotechnologie a connu un véritable essor permettant de remédier aux limitations intrinsèques de silicium. Par ailleurs, les propriétés exceptionnelles de ces nanostructures permettent d'envisager plusieurs applications dans la bande Térahertz, en particulier les nano-antennes. Toutefois, afin de pouvoir bien évoquer cette nouvelle technologie, nous devons incontournablement mettre en place des modèles physiques et des outils numériques spécifiques aux caractères uniques de ces nouveaux matériaux. En effet, la première partie de ce manuscrit est dédiée au développement d'un modèle électromagnétique basé sur des équations integro-différentielles permettant de prédire la réponse des antennes à base de nanotubes de carbone rayonnant dans l'espace libre. Le phénomène de couplage est évoqué tout en montrant les limitations des approches existantes. Par la suite une partie considérable de ce travail a été consacrée à l'étude des antennes planaires à base de nanorubans de graphène. Nous avons proposé une formulation générale basée sur la MoM-GEC pour modéliser un réseau d'antennes tout en mettant en évidence les paramètres influençant le phénomène de couplage. Les résultats obtenus prouvent qu'un réseau d'antennes à base de nanorubans de graphène permet d'obtenir le champ électrique lointain pour des distances très faibles favorisant ainsi les communications courtes distances. Ces nouvelles antennes pourraient être exploitées pour améliorer la communication entre les différents composants, citons l'exemple du transfert des données entre le micro-processeur et la mémoire dans les Smartphones.
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tel-01395660 , version 1 (11-11-2016)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01395660 , version 1

Citer

Mourad Aidi. Modélisation Électromagnétique Des Antennes Miniatures à Base de Nanotubes de Carbone et de Graphène Dans la Bande Térahertz. Micro et nanotechnologies/Microélectronique. Ecole Nationale d'Ingénieurs de Tunis, 2016. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01395660⟩
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