نانو آنتن ها Nano - antenna (عملکرد و کاربرد ها) مهندسی میکرو _ نانو الکترونیک
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته: شبکه نانو دارای پتانسیلهای ارتباطی و پردازشی بیشتری است که غلبه بر محدودیتهای دستگاه نانو مستقل از طریق همکاری دستگاههای نانو را دارد. یکی از مسائلی که در تکنولوژی نانو هنوز به خوبی حل نشده است اینست که چگونه ارتباط الکتریکی بین تجهیزات نانو الکترونیکی و دنیای ماکروسکپی برقرار گردد بدون آنکه قابلیت های این عناصر نانو را از دست بدهیم.
یکی از این حوزه ها و کارکردهای جدید فناوری نانو، نانو آنتن ها می باشند که در حوزه های مختلفی از جمله نانو سنسورها، نانو شبکه های ارتباطی، تولید انرژی الکتریکی و سایر موضوعات مشابه کاربرد داشته و به عنوان یکی از زمینه های روز توسعه فناوری نانو مطرح می باشند.
در مقایاس نانو، آنتن های با مبنای گرافن برای انتقال امواج EM مورد استفاده قرار می گیرند. گرافن عبارتست از صفحه ای بسیار باریک تک اتمی از اتمهای محدود شده ی کربن که روی یک شبکه کریستالی قرار گرفته اند. با توجه به ابعاد بسیار پایین نانو سنسور ها، نانو آنتن ها برای اینکه قابل استفاده باشند الزم است که فرکانس کاری بسیار باال باشد. هرچند استفاده از گرافن تا حد زیادی به حل این مشکل کمک می کند.
با توجه به توسعه تکنولوژی ساخت تجهیزات در ابعاد نانو، امکان ساخت نانو آنتن ها
و استفاده از آنها در کاربردهای مختلف، فراهم گردیده است.ارتباط بین دستگاههای نانو یک چالش اساسی است که مربوط به توسعه نانو آنتن ها و گیرنده های الکترومغناطیسی مربوطه است. کاهش اندازه آنتن سنتیبه صدها نانو متر منجر به فرکانس عملکردهای بسیار بالا میشود . در فرکانس های باند THz ، پهنای باند بسیار بزرگ موجود منجر به از بین رفتن مسیر بسیار بالاتر از باندهای فرکانس پایین تر میشود .
نانو آنتن را می توان از مواد فلزی مانند نقره ، آلومینیوم، کروم ، طلا و مس تهیه کرد و یا می توان از مواد جدید مانند CNTs و گرافن تهیه کرد ، که انتخابی جذاب برای آنتن های نانو است. اینکه با استفاده از گرافن برای ساخت آنتنها می توان اندازه و محدودیت های ارتباطی را برطرف کرد.
علاوه بر این ، فرکانس رزونانس نانو آنتن ها بر اساس گرافن می تواند تا دو مرتبه بزرگتر از آنتن های نانو آنتن های ساخته شده با سایر مواد باشد.
GTN یا گرافن در ساخت نانو آنتن ها
گرافن یکی از آلوتروپ های کربن است. این ماده تخت و تکالیه متشکل از اتمهای کربن است که در آن اتمها در یک شبکه دوبعدی و کندو مانند به هم متصل شدهاند. این ماده دارای ضخامت یک اتم می باشد که به آنویژگیهای منحصربهفردی را می دهد. درواقع گرافن اصطالحی هست که به نوارهای بسیار نازکی از تک الیه های گرافیت گفته می شود.هم اکنون از گرافن به وفور به عنوان عنصر پایه در طراحی و ساخت انواع آنتن های نانو مقیاس استفاده می شود.با توجه به اینکه برقراری ارتباط بین تجهیزات و ادوات نانو و سیستم های انتقال و پرداز ش دیتا در اکثر حوزه های مهندسی برق مورد نیاز می باشد،
موضوع طراحی و ساخت آنتن هایی که بتوانند در نانو سیستم ها مورد استفاده قرار گرفته و حتی کارکردهای جدیدی را به دنیای صنعت معرفی نمایند بسیار مهم بوده و به موضوع تازه ای در صنعت برق و فناوری نانو تبدیل شده است.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)