Graphene integrated circuits for micro- and millimetre-wave applications

Aachen (2019) [Doktorarbeit]

Seite(n): 1 Online-Ressource (xxii, 172 Seiten) : Illustrationen, Diagramme

Kurzfassung

''Graphen ist eines der ersten zweidimensionalen (2D) Materialien, die in der Natur isoliert wurden. Es hat die dünnste bekannte Kristallstruktur mit einer Dicke von einem Kohlenstoffatom. Ziel dieser Arbeit ist es, die aus gestalterischer und technologischer Sicht verbindliche Grundlage zu schaffen, um die Aktivitäten in der Graphenelektronik in Richtung der angewandten Forschung voranzutreiben. Auf diese Weise können nützliche Anwendungen demonstriert werden, die die hervorragenden Eigenschaften von Graphen nutzen und mit herkömmlichen Halbleitertechnologien konkurrieren. In einem ersten Schritt wurde ein Graphen-kompatibles MMIC-Verfahren (Monolithic Microwave Integrated Circuit) entwickelt und optimiert, um die Herstellung hochwertiger passiver Komponenten zu ermöglichen. Darüber hinaus werden Dioden auf Graphenbasis als Metall-Isolator-Graphen-Übergänge (MIG) eingeführt, die zusammen mit dem entwickelten MMIC-Prozess integriert werden. Die Untersuchung der MIG-Diode als Hochfrequenzmisch- und Frequenzmultiplikator zeigt eine vielversprechende Leistung in Bezug auf den Umwandlungsverlust (CL). Dementsprechend wurden mehrere Mikrowellenschaltungen vorgeschlagen, die MIG-Dioden und das entwickelte MMIC-Verfahren verwenden. Dazu gehören ein Ein-Dioden-Mischer mit 2,4 GHz und vollständig integrierte symmetrische Grund- und Subharmonik-Mikrowellenmischer für X-Band-Anwendungen. Darüber hinaus wurden vollständig integrierte und breitbandige resistive Frequenzvervielfacherschaltungen in Frequenzverdoppler- und -verdreifacherkonfigurationen demonstriert. Die Verwendung von Graphen-Transistoren als Leistungsdetektoren ermöglicht den Betrieb über die Geschwindigkeit des Transistors hinaus. Dieses Konzept wurde genutzt, um ein vollständig integriertes Millimeterwellenempfänger-Frontend in einer Konfiguration mit sechs Ports und 90 GHz zu realisieren.''

Autorinnen und Autoren

Autorinnen und Autoren

Ghareeb, Ahmed Hamed Abdel Razek

Gutachterinnen und Gutachter

Negra, Renato
Vescan, Andrei

Identifikationsnummern

  • REPORT NUMBER: RWTH-2019-08322

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