Controlling electromagnetic waves with active graphene devices

Elektromanyetik dalgaların dinamik olarak kontrol edilmesi modern iletişim teknolojilerinin temelini oluşturmaktadır. Mikrodalga kaynaklarının kolaylıkla kontrol edilebiliyor olmasına rağmen, kaynaktan ayrılan mikrodalgaların boş uzayda kontrol edilmesi mikrodalgada kullanılabilecek aktif bir malzemenin olmayışından dolayı çözülmesi gereken çok önemli bir problemdir. Bu tezde geniş alanlı grafenden elde edilmiş aygıtlar kullanarak mikrodalgaların yeni bir yaklaşım ile kontrol edilmesi anlatılmaktadır. Kullandığımız teknikte atomik derecede ince olan ve mikrodalga frekanlarında degişken bir metal gibi davranabilen grafen elektrotlar üzerindeki yük yoğunluğunu elektrostatik olarak kontrol ediyoruz. Geniş alanlı (20x20cm2) grafen tabakaları kimyasal buhar yükleme sistemi kullanılarak sentezlenmiştir. Bu geniş alanlı grafen tabakalarını kullanarak geliştirdiğimiz aygıt sayesinde mikrodalgaların geniş bir band aralığında geçirgenliğini, yansımasını, ve emilmesini elektriksel olarak kontrol edebiliyoruz. Bu aktif yüzeyler sayesinde açılıp kapatılabilir radar emici yüzeyler ve kontrol edilebilir metamalzemeler 50dB genlik seviyelerine kadar sadece 3V voltaj uygulayarak kontrol edilebilmiştir. Yüksek mudülasyon oranı, basit aygıt yapısı ve meknik esnekliği, üretilen mikrodalga modülatörlerinin en önemli özellikleri ve bu aygıtlar aktif sinyal işletiminde, kontrollü görünmezlik araştırmalarında geniş bir uygulama alanı bulabilir.