ANÁLISE DO IMPACTO DA TEMPERATURA NOS DISPOSITIVOS A BASE DE GRAFENO

Abstract

Neste artigo é apresentado um estudo sobre o impacto da temperatura na eficiência de operação e transmissão de um modulador eletro-óptico composto de uma estrutura capacitiva de grafeno depositada sobre a superfície polida de uma fibra óptica de perfil D (Side Polished Fiber - SPF), de forma a compará-los com os dispositivos eletro-ópticos utilizados comercialmente. No início do processo, foi utilizado o software MATLAB para adquirir os valores de condutividade, correspondentes a 0,3 eV e 0,5 eV de nível de Fermi, de forma que esses representam os níveis de modulação óptica para operação em comprimento de onda de 1550 nm. Esse procedimento foi feito para as temperaturas de 298K (25°C), 328K (55°C), 268K (-5°C), 233K (-40°C) e 358K (85°C). Posteriormente, estes valores foram colocados no software de simulação COMSOL Multiphysics, com o intuito de verificar o quanto há de desvio no valor de profundidade de modulação em relação a temperatura ambiente (25°C), quando o dispositivo é submetido a diferentes temperaturas. A partir dos resultados, os desvios correspondentes a 268K (-5°C) e 328K (55°C), são de 2,37% e -2,41% respectivamente. Já nas temperaturas de 233K (-40°C) e 358K (85°C), os desvios são de 5,03% e -4,82% respectivamente. A partir destes resultados, é possível concluir que o grafeno é um excelente material para a confecção de dispositivos eletroópticos, em que quando comparado com a faixa de temperatura (0°C a 70°C) de funcionamento utilizado em outros moduladores eletro-ópticos utilizados comercialmente, o modulador apresentado neste projeto tem a capacidade de ter uma maior faixa de temperatura de funcionamento.