TOBB ETÜ TeraMEMS Araştırma Grubu Terahertz Frekanslarında Çalışan Devreler için Yeni Bir Model Geliştirdi

TOBB ETÜ Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü bünyesinde gerçekleştirilen araştırma ile terahertz frekanslarında ilk defa olarak yüzey dalgalarını yönlendiren dalga kılavuzları için bir model geliştirildi ve deneysel olarak doğrulandı.

Terahertz frekansları, elektromanyetik spektrumunun 0.3-10 THz bölgesinde yer almaktadır. Terahertz frekansları ile daha düşük frekanslardaki elektromanyetik dalgalar ile kızılötesi frekans bandında elde edilemeyen bir takım eşsiz özellikler elde edilebilmektedir. Terahertz frekanslarının, zararsız bir şekilde canlı dokuların görüntülenmesi, uzak mesafeden patlayıcı ve diğer tehlikeli malzemelerin tespiti ve 5G ötesi uygulamalar için yüksek hızlı kablosuz iletişim gibi önemli uygulama alanları bulunmaktadır.

Bununla beraber, terahertz frekanslarında bu eşsiz özelliklerin elde edilmesi için gerekli elektronik bileşenler henüz istenilen olgunluk seviyesine ulaşmış değildir. Bu yüzden terahertz frekansları için başta entegre devreler olmak üzere algılama, görüntüleme ve iletişim sistemlerinde kullanılmak üzere yüksek performanslı bileşenlerin geliştirilmesi gerekmektedir. Burada özellikle, entegre devreler için bu yüksek frekanslarda yan kanallarda giden sinyaller ile girişim yapmayacak özel dalga kılavuzlarının geliştirilmesi önem taşımaktadır.

TOBB ETÜ Elektrik-Elektronik Mühendisliği öğretim üyesi Dr. Mehmet Ünlü ve doktora öğrencisi Muhammed Abdullah Unutmaz bu amaçla, terahertz frekanslarında entegre devreler içinde kullanılan ve yüzey dalgalarını yönlendiren dalga kılavuzları için bir matematiksel model geliştirdi. Dr. Ünlü’nün yapılan çalışmanın önemini şu şekilde belirtmektedir: “Geliştirilen model ile terahertz frekanslarında yüzey dalga kılavuzlarının tasarlanması için günler, hatta bazen haftalar süren numerik benzetimler yerine bu model kullanılarak çok daha hızlı tasarım yapılması mümkün olmaktadır. Ayrıca bu model, terahertz frekansları için literatürde bulunan ve deneysel olarak da doğrulanmış ilk modeldir”.

Yapılan çalışma, elektronik mühendisliğinin köklü dergilerinden Electronics Letters dergisinin 2017 yılının Ekim sayısında iki adet öne çıkan makaleden biri olarak yayınlandıktan sonra, 2019 yılının Mayıs ayında dünyanın en önde gelen yayın gruplarından olan Nature yayın grubunun Scientific Reports dergisinde yayınlanmıştır.

Yapılan çalışma, TOBB ETÜ’de gerçekleştirilen “Terahertz Frekansları için Ayarlanabilir Yüzey Plazmon Polariton Dalga Kılavuzlarının Geliştirilmesi” isimli TÜBİTAK 1001 projesi desteğiyle ortaya çıkmıştır.