Circuladores de banda ultralarga para região terahertz baseados em grafeno

Descrição: A presente invenção refere-se a dois circuladores de quatro portas com estruturas planas, sendo o primeiro com a forma geométrica da letra X e o segundo composto pela junção de duas estruturas em forma de T. Eles consistem de guias de onda de grafeno conectados a uma região central também de grafeno, ambos depositados sobre um substrato dielétrico formado por uma camada de silica (SiO2) e outra de silício (Si). A parte central dos circuladores está sob a influência de um campo magnético DC externo normal à camada de grafeno. Desta forma, a condutividade do grafeno adquire um caráter tensorial, com elementos não-diagonais antissimétricos. Essa propriedade é usada para projetar os dispositivos apresentados nesta patente na região THz. O principio físico de funcionamento dos dispositivos é baseado na propagação de ondas de plasmons polaritons de superfície (Surface plasmon-polariton - SPP) que se propagam simetricamente em relação ao plano de simetria dos guias de onda de grafeno e se transformam em modos guiados por borda na região central magnetizada. Os resultados demonstram que os dispositivos têm boas características, apresentando perdas de inserção e isolamentos melhores que -3 dB e -15 dB. respectivamente. A largura de banda de um dos circuladores está em torno de 44% com campo magnético DC externo aplicado de 1,5 Te potencial químico de 0,15 eV. Os dispositivos em questão, podem ser úteis em circuitos THz integrados, tendo como vantagens o pequeno tamanho e operarem em uma ampla faixa de frequência.

Resumo Executivo:

Titular: UFT, UFPA e UFRA

Inventores: Samara Leandro Matos da Silva, Victor Dmitriev, Wagner Ormanes Palheta Castro 

Status: Pedido de INVENÇÃO depositado junto ao INPI

Nº do Pedido: BR 10 2020 004950-0

Data do depósito: 12/03/2020