테라헤르즈 대역 통신을 위한 그래핀 기반 플라스몬 나노 안테나

나노네트워크, 즉 나노 크기의 장치 네트워크는 생물학적, 산업적 및 군사 분야에서 오랫동안 기다려온 응용 프로그램의 실현 기술입니다. 현재로서는 나노 장치의 크기와 전력 제약이 나노네트워크에서 고전적인 무선 통신의 적용 가능성을 제한합니다. 대신, 나노물질을 사용하여 나노 장치 간의 전자기(EM) 통신을 가능하게 할 수 있습니다. 이 논문에서는 반유한 크기의 그래핀 나노리본(GNR)에서 표면 플라스몬 폴라리톤(SPP) 파동의 동작을 이용하는 새로운 그래핀 기반 나노 안테나를 제안하고 모델링하며 분석합니다. 먼저, Kubo 형식주의에서 출발하여 GNR의 전자 측면 억제의 영향을 포착하기 위해 GNR의 전도도를 분석적 및 수치적으로 연구합니다. 둘째, GNR에서 SPP 파동의 전파를 분석적 및 수치적으로 조사하고, SPP 파동 벡터 및 전파 길이를 계산합니다. 마지막으로, 나노 안테나는 공명 플라스몬 캐비티로 모델링되며, 그 주파수 응답이 결정됩니다. 결과는 GNR에서 SPP 파동의 높은 모드 압축 계수를 활용하여 그래핀 기반 플라스몬 나노 안테나가 금속 기반의 대안보다 훨씬 낮은 주파수에서 작동할 수 있음을 보여줍니다. 예를 들어, 1마이크로미터 길이와 10나노미터 폭의 안테나의 경우 테라헤르츠 대역에서 작동할 수 있습니다. 이 결과는 나노네트워크에서 EM 통신을 가능하게 할 잠재력을 가지고 있습니다.