Nanoantenna-mom dióda szenzorok elektrodinamikája

Átírás

1 Nanoantenna-mom dóda szenzorok elektrodnamkája Maty Gábor Témavezetõ: Dr. Csurgay Árpád Az MTA rendes tagja Budapest 2007 Készült a Pázmány Péter Katolkus Egyetem Informácós Technológa Kar Interdszcplnárs Mûszak Tudományok Doktor Iskola keretében, a Magyar Tudományos Akadéma Számítástechnka és Automatzálás Kutató Intézet Analogka és Neuráls Számítások Laboratórum támogatásával

2 2 I. Bevezetés Infravörös képalkotó rendszereket már a hatvanas évek óta készítenek. Bár ezek alkalmazhatóságát erõsen korlátozta az, hogy mûködésük során hûten kellett õket. A következõ fejlõdés fokozatot a hûtést nem génylõ bolométeres szenzorok kfejlesztése jelentette ([1]-[4]). Már a hetvenes évek óta tanulmányozzák a nanoantenna fém-fémoxd-fém (mom) dóda rendszer mûködését ([10]). Mndkettõ nagy elõnye, hogy a gyártástechnológát és a mûködést tekntve CMOS kompatbls, elvleg képes több sávban mûködn és nem gényel hûtést. Az elmúlt 30 évben számos esetben vzsgálták ennek a szenzorfajtának a tulajdonságat ([5]- [10]). Ezek a munkák számos antennát (dpólus, csokornyakkendõ, sprál, ) vzsgálnak az nfravörös tartományban és számos mérés eredményt tartalmaznak. A ([5]-[10]) munkák alapján a nanoantenna-mom dóda modellezésére felhasználhatóak a klasszkus antennaelmélet eredménye. Habár ezek a munkák számos mérés eredménye bzonyítja, hogy a nanoantenna-mom dódás szenzor képes spektrumszelektív érzékelésre, nem foglalkoznak a szenzor tervezés kérdésevel. A klasszkus elektromágneses elmélet eredményet felhasználva tehát lehetõség nyílk nanoantenna-mom dóda rendszer mélyebb, analtkus vzsgálatára és olyan új struktúrák kdolgozására, melyek összeépíthetõek a nagyteljesítményû feldolgozó elektronkával és khasználva a spektrumszelektív tulajdonságokat több sávban s képesek érzékeln. A [6]-[10] publkácók alaposan tárgyalják a gyártás technológát és számos mérés eredményt, közölnek melyek, gazolják, hogy a nanoantenna-mom dóda rendszer képes szenzorként vselkedn, több kérdésre mégsem adnak választ. Nem vzsgálják, hogy mlyen módon lehet többsávú szobahõmérsékleten mûködõ nfravörös szenzort építen a nanoantenna-mom dóda rendszer felhasználásával? A nanoantenna-mom dóda rendszer vzsgálatához szükséges a szenzor körül kalakuló elektromágneses teret hatékonyan analzáln. Ehhez én a Flomercs cég McroStrppes nevû, távvezeték-mátrx módszeren (TLM) alapuló szmulátorát [11] választottam, mvel ennek a szoftvernek a segítségével már számos alkalommal skeresen modelleztek nfravörös tartományban mûködõ szûrõket [12]-[13]. Az eddg munkák rávlágítottak, hogy a nanoantenna-mom dóda rendszer meglehetõsen érzéketlen [6]-[10], így normál környezet vszonyok között képtelen a mûködésre. Fokozott fgyelmet kell, fordítsunk arra, hogyan lehet az nfravörös szenzor érzékenységét jelentõsen növeln és, hogyan lehet nagy érzékenységû nfravörös szenzort tervezn?

3 3 II. A feladat során alkalmazott módszerek rövd elemzése A nanoantenna-mom dóda nfravörös szenzor körül kalakuló elektromágneses tér modellezéséhez és szmulácójához, szükségem volt a klasszkus elektromágneses térelmélet eredményere [18],[19]. Ezek a munkák a Maxwell-egyenletekbõl közvetlenül kndulva jutnak el az antennák körül, a csõtápvonalakban, üregekben kalakuló elektromágneses tér leíráság. Mvel a szenzor modellezésében közvetlenül használjuk fel a klasszkus antennaelméletet, ezért szükséges az antennák modellezés kérdésenek tovább vzsgálata. Ebben [20] nyújt segítséget, mely részletesen vzsgálja a különbözõ antennatípusokat, részletezve közl azok modelljet és tulajdonságat. A számos antennatípus közül számomra a mkrosztrp antennák elmélete és modellezés kérdése játszottak döntõ szerepet, mvel a nanoantenna-mom dóda szenzor és a klasszkus mkrosztrp antennák geometrája számos hasonlóságot mutat. A mkrosztrp antennák elméletét a [21] taglalja részletesen. Itt teljes áttekntést kaphatunk a különbözõ típusú mkrosztrp antennák kalakításáról, alkalmazás területerõl, tervezés módszererõl, és a kalakítás során fgyelembe veendõ szempontokról. Az antennaelmélet mellett fgyelmet kell fordítanunk a szenzor körül kalakuló elektromágneses tér numerkus analízsének kérdésere s. Erre a feladatra én a TLM módszeren alapuló, a Flomercs cég McroStrpes nevû szoftverét választottam. Mvel a TLM módszer a véges dfferenca módszer és a tápvonal-elmélet összekombnálásán alapul [14]- [17] szükségesnek tartottam a [14]-[17] munkák alapos tanulmányozása mellett melyek közvetlenül a TLM módszerrel foglalkoznak a csõtápvonalakban kalakuló elektromágneses teret leíró modellek részletesebb tanulmányozását. Ebben [22] szolgált kndulás alapul, mely közvetlenül a Maxwell-egyenletekbõl kndulva a Marcuwtz-Schwnger egyenletek segítségével [23]-[25] taglalja a csõtápvonalak modellezés kérdéset. A klasszkus elektromágneses térelmélet mellett fgyelmet kell fordítanunk az alkalmazott anyagok és az elektromágneses tér kapcsolatát leíró modellekre s. Mvel a szenzor az nfravörös tartományban mûködk, az anyag és a tér kölcsönhatásának hatékony leírása fontos feladat. E nélkül a szenzor megfelelõ modellezése nem lehetséges. A delektrkumok, fémek és az elektromágneses tér kölcsönhatásának modellezés kérdéserõl az [26]-[29] munka nyújt átfogó és alapos képet. Itt az anyag és tér kölcsönhatása részletes átfogó és részletes elemzés tárgyát képez. Ahhoz, hogy a tér és anyag kölcsönhatását, leíró modelleket részleteben és alaposan megérthessem, a klasszkus fzka mellett szükséges a kvantummechanka néhány eredményének smerete [30] ez a munka az alapoktól kndulva részletes, átfogó elemzés során jut el a krstályok modellezésének néhány kérdéség.

4 4 III. Az új tudományos eredmények smertetése 1. Megmutattam, hogy a Marcuvtz-Schwnger egyenletekbõl kndulva a TLM-módszer szórásmátrxa levezethetõ monokromatkus jelekre, homogén, dõnvaráns, veszteségmentes, zotróp közegek esetén 1. Ábra Négyszögletes csõtápvonal geometrája U = ZI P Pj z I = YU Q Qj Az ( z (1) egyenletrendszert Marcuwtz-Schwnger egyenleteknek hívjuk [23],[24], U = ZI z I = YU z ahol P P j Q Q jωε 2 Y = k jωε + jωµ jωµ 2 Z = k jωµ + jωε P = j 1 ωµ j for TEM and TE fortm fortem and TM forte ( E n)( e ) t t C dl (1), (2), (3), (4) Pj = e JtdA A, (5)

5 5 Q = E ze ndl C, (6) Q j = j 1 ωε e t J zda A. (7) A felület kontúrja. A [23],[24] szernt a tápvonalon belül kalakuló elektromágneses tér felbontható egy transzverzáls és egy longtudnáls komponensre. A longtudnáls komponens a transzverzáls komponensbõl számítható [23],[24]. A transzverzáls komponenst elõállíthatjuk A hullámvezetõ keresztmetszet felülete A ( z) (1 ábra), C ( z) az ( z) módusok szernt sor alakjában, ahol e és h az -dk módus orthonormált vektoráls sajátfüggvénye. Az U és I konstansok az -dk módushoz tartozó módusfeszültség és módusáram mondketten függvénye z -nek, E t H t = = e U h I. Az (1-8) egyenletek tetszõleges keresztmetszetû tápvonalaknak általánosított távíróegyenlet modelljét szolgáltatják. Az elektromágneses tér módusok szernt (8) sorfejtését alkalmazva a Maxwell-egyenletek szétbonthatóak végtelen sok közönséges dfferencálegyenletre. A M-S egyenletek a Maxwell-egyenletek ekvvalens alakja csõtápvonalak esetén [23]-[24]. Így a Marcuwtz-Schwnger egyenletek segítségével, tetszõleges csõtápvonal geometra vselkedése modellezhetõ [23]-[24]. (8) A TLM mátrx levezetése 2. Ábra A TLM cella A következõkben, véges térfogatban vzsgáljuk az elektromágneses teret. Ezt a véges térfogatot feloszthatjuk alkalmasan kcsny cellákra. Legyenek ezek a cellák kocka alakúak [15]-[17]. A továbbakban egy darab kocka alakú cellára szorítkozunk (2 ábra). Ezt a kocka alakú cellát értelmezhetjük úgy, mnt három, egymásra merõleges négyszög keresztmetszetû csõtápvonal keresztezõdését. A három négyszög keresztmetszetû csõtápvonal x, y és z rányú.

6 6 Ha a cella méretét elegendõen kcsnyre választjuk, akkor a cella oldallapjan a térerõsség változását elhanyagolhatjuk. Ezen elhanyagolás alapján feltehetjük, hogy a kockába csatlakozó csõtápvonalak kétszeresen összefüggõek, bennük csak két egymásra merõleges V, V 2 -vel jelölve a 2 ábrán). A M-S egyenletek segítségével, a három TEM-módus terjed ( 1 egymásba csatlakozó tápvonal között az ekvvalens csatoló mpedanca-mátrx felírható. Választva egy normalzáló mpedancát az elem cella szórásmátrxa elõállítható. A z rányú csõtápvonalban két TEM módus terjed: az egyk x rányú és z rányba terjed. A vektoráls sajátfüggvénye 1 e zx =,0, 0 l, (9) alakú. A másk módus y rányú és z rányba terjed. Vektoráls sajátfüggvénye, 1 e zy = 0,, 0 l. (10) alakú. A másk két csõtápvonalhoz tartozó vektoráls sajátfüggvények hasonló módon állíthatóak elõ. A másk két hullámvezetõben (az x, y rányúak) terjedõ módusok a kocka oldallapjan keresztül csatolódnak a z rányú hullámvezetõhöz. A következõkben a TLM cella oldala között fellépõ csatolás hatásokat szeretnénk leírn a TLM cella szórásmátrxa segítségével. Különbözõ értékû módusfeszültségeket veszünk fel TLM cella szemben lévõ oldalan. Például a a z rányú csõtápvonal esetében ( V 11, V 12 az egyke és V 21, V 22 a máskon). Az x, y rányú csõtápvonalakon fellépõ TEM módusok az (1-5) egyenletek értelmében generátorkén hatnak a z rányú csõtápvonalon. A (4, 5) ntegrálok (1) be való behelyettesítése és az egyenletek mnden TEM módusra történt megoldása után a TLM cella admttanca mátrxa ( Y ) TEM módusok esetén (a módusáramok és módusfeszültségek között) az 1 táblázat szernt írható fel. V11 V12 V21 V22 V31 V32 V41 V42 V51 V52 V61 V62 I a 0 b 0 c 0 c I 0 a 0 b c 0 c 0 12 I b 0 a 0 c 0 c I 0 b 0 a c 0 c 0 22 I c 0 c 0 a 0 b I a 0 b 0 c 0 c 32 I 41 c 0 c 0 b 0 a I b 0 a 0 c 0 c 42 I 0 c 0 c a 0 b 0 51 I c 0 c 0 a 0 b 52 I 0 c 0 c b 0 a 0 61 I c 0 c 0 b 0 a 62 I. Táblázat A TLM cella admttanca mátrxa ( Y )

7 7 ahol a = j ε Cot( ε µ lω) µ, (11) b = j ε µ Sn( ε µ lω), (12) 1 c = j lµω. (13) Az admttanca mátrx csak magnárus elemeket tartalmaz, mvel vákuum esetére vezettük le és tt nncs dsszpácó. Az admttanca mátrx recprok s szmmetrkus. A TLM cella admttanca mátrxa segítségével könnyen elõállíthatjuk a TM cella szórásmátrxát, bevezetve a szórásparamétereket ( a b ) U = R + I ( a b ) = 1 R (15) ahol R egy normalzáló konstans, a a beesõ hullám és b a refektált hulám. A szórás mátrx ezek után ( R E Y )( R E + ) 1 S = Y (14) alakban írható fel, felhasználva az admttanca mátrxot, ahol E az egységmátrx és normalzáló konstansokból álló vektor. R a 2. Kétsávú nfravörös szenzorra geometra elrendezést javasoltam és kdolgoztam az áramkör modellt. A (3-4) ábrákon az egysávú nanoantenna MOM dódás nfravörös szenzor keresztmetszet és felülnézet képe látható. Az nfravörös szenzort egy CMOS chp tetején helyezzük el (3 ábra), az áramkör legfelsõ fémezés rétege és a nanoantenna MOM dóda rendszer közzé egy vékony delektromos réteget helyezünk. A nanoantenna kmenetere párhuzamosan helyezzük az MOM dódát, melyet egy aluláteresztõ szûrõ követ, amely a THz-es jelet hvatott kszûrn. A beesõ nfravörös sugárzás áramot ndukál az antennában mely, keresztülfolyk az MOM dódán. A dóda egyenrányítja a THz-es jelet, melyet az aluláteresztõ szûrõ karja vezetnek el. A dóda munkapontja az aluláteresztõ szûrõ karjan keresztül állítható be.

8 8 3. Ábra Az egysávú nanoantenna MOM dódás nfravörös szenzor keresztmetszet képe 4. Ábra Az egysávú nanoantenna MOM dódás nfravörös szenzor felülnézet képe [6]-[10]. Az egysávú nanoantenna MOM dódás nfravörös szenzor rendszer ekvvalens helyettesítõ áramkör modellje a 5 ábrán látható [10]. Az antennát vevõ üzemmódban egy sorosan kapcsolt feszültségforrás és egy frekvencafüggõ komplex mpedanca helyettesít ( Z ant = RA + jx A ). Az MOM dódát egy nemlneárs ellenállás és egy vele párhuzamosan kapcsolt kapactással helyettesítjük. Az aluláteresztõ szûrõ egy nduktvtással, a munkapont beállítását végzõ áramkör egy adott belsõ ellenállású feszültségforrással helyettesíthetõ. Az egysávú szenzor kmenetén fellépõ nagyfrekvencás jel ampltúdója a 6 ábrán látható. 5. Ábra Az egysávú nanoantenna MOM dódás nfravörös szenzor ekvvalens áramkör modellje [10]

9 9 6. Ábra Az MOM dóda kapcsan becsült THz-es jel ampltúdója egysávú nanoantenna-mom dódás nfravörös szenzor esetén Két darab egysávú nanoantenna MOM dódás nfravörös szenzor rendszert egymás mellé helyezve készíthetünk kétsávos nfravörös szenzort (7 ábra). A klasszkus elekrtomágneses elmélet és az antennaelmélet eredményet felhasználva a kétsávú nanoantenna MOM dódás nfravörös szenzor rendszer ekvvalens helyettesítõ áramkör modellje a 8 ábrán látható. 7. Ábra A kétsávú nanoantenna MOM dódás nfravörös szenzor felépítése A két patch-dpólusból álló antennarendszer két kmenetén az MOM dódákon csak az egyenrányított feszültséget mérhetjük. Ez az antennarendszer, felhasználva az antennaelmélet eredményet, helyettesíthetõ egy három kapuból álló ekvvalens hálózattal, mely egy mpedanca-mátrx segítségével leírható. A két kmenetre a DC elõfeszítõhálózat és az MOM dóda ekvvalens kapcsolása kerül, míg a harmadk bemeneten a beesõ elektromágneses sugárzást helyettesítõ deáls feszültségforrás foglal helyet (8 ábra). A helyettesítõ mpedanca-mátrx paramétere a TLM módszer alkalmazásával [11] határozhatók meg. 8. Ábra A kétsávú nanoantenna MOM dódás nfravörös szenzor ekvvalens áramkör modellje A rendszer kmeneten fellépõ nagyfrekvencás jel könnyen meghatározható a 8 ábrán látható áramkör modell analízsével (9 ábra). Jól látható, hogy a két antenna kmenetén fellépõ jel elkülönül egymástól a frekvenca függvényében. Tehát a 4 ábrán vázolt szenzor képes két sávban érzékeln a beesõ nfravörös sugárzást.

10 10 9. Ábra A kétsávú nfravörös szenzor kmeneten (az MOM dóda kapcsan) számolt THz-es jel ampltúdója a frekvenca függvényében (A pros görbe az 1 sorszámú antennához tartozk a fekete görbe a 2 sorszámú antennához, tartozk.) A 9 ábráról könnyen leolvasható, hogy erõs áthallás van a két antenna között, az alacsonyabbk frekvencasávban. Helyezzük a két antennát egymás fölé (10 ábra). A 8 ábrán vázolt áramkör modell analízse után a rendszer kmeneten fellépõ THz-es jel ampltúdója a 11 ábrán látható. Így az áthallás jelentõsen csökkenthetõ az antennák egymáshoz képest relatív pozícójának megváltoztatásával (11 ábra). 10. Ábra Az antennák egymás fölé helyezésével az áthallás csökkenthetõ 11. Ábra A kétsávú nfravörös szenzor kmeneten (az MOM dóda kapcsan) számolt THz-es jel ampltúdója a frekvenca függvényében (A pros görbe az 1 sorszámú antennához tartozk a fekete görbe a 2 sorszámú antennához, tartozk.) Az 6-, 9-, 11-ábrákról könnyen leolvasható, hogy a nagyfrekvencás jel ampltúdójának maxmuma U AC 5µ V környékén van. Ebbõl az antenna hatásos felülete ([20] alapján) P ACout A eff antenna =. (16) Sn

11 11 ahol PACout az antenna kmenetén az MOM dóda kapcsan fellépõ THz-es jel teljesítménye és W S n 2 m a beesõ nfravörös sugárzás teljesítménysûrûsége 0 2 E S = n n Z, (17) ahol E n a beesõ vllamos térerõség vektor, Z 0 a vákuum hullámmpedancája. (A V továbbakban felteszzük, hogy E n = 2 m ). P ( U ) 2 AC ACout =, (18) RD ahol R D az MOM dóda ellenállása. A továbbakban feltesszük, hogy a dóda RF és DC ellenállása ( R D 100Ω ) megegyezk. A fent számításokat elvégezve az antenna hatásos felületére A eff antenna µ adódk. 2 [ ] 15 m, (19) 3. Tervezés módszert dolgoztam k mely segítségével két adott frekvencasávban mûködõ kétsávú nanoantenna MOM dódás nfravörös szenzor érzékenysége növelhetõ Az (1-16) összefüggésekbõl jól látható, hogy az nfravörös szenzor érzékenységét elsõsorban a dóda tulajdonsága [10] és az antenna kmenetén mérhetõ nagyfrekvencás jelteljesítmény határozza meg. Az antenna kmenetén fellépõ jelteljesítmény függ az antenna effektív felületétõl, és az alkalmazott anyagok vesztesség tulajdonságatól. Mennél nagyobb az antenna effektív felülete, annál nagyobb az antenna kmenetén fellépõ jel teljesítménye és ennek folyományaképp a szenzor érzékenysége. Az antenna hatásos felülete erõsen függ az antenna alatt elhelyezkedõ delektromos réteg vastagságától (12 ábra) és az antenna szélességétõl [21]. A 12 ábrán jól látható, hogy nagyon vékony rétegvastagság esetén a hatásos felület kcs, ha növeljük a rétegvastagságot, akkor egy darabg nõ a hatásos felület, majd utána csökken. Az egyre vastagodó szgetelõrétegben ugyans egyre több lateráls rányban terjedõ módus generálódk, am végsõ soron a hatásos keresztmetszet romlásához vezet. Ha azonban az antenna szélességét tovább növeljük, akkor az effektív felület tovább növelhetõ.

12 Ábra Az antenna hatásos felülete a delektromos réteg vastagságának függvényében (deáls delektrkum és deáls fém feltételezésekkel) [21] alapján A tervezés módszer blokkvázlata egysávú szenzor esetében a 13 ábrán látható. Elsõ lépésben az antenna effektív hosszát számoljuk k az elõre meghatározott sávközép (rezonanca) frekvencából. Majd a következõ lépésben a legnagyobb effektív apertúrához tartozó delektromos rétegvastagságot határozzuk meg. Ezek után az antenna fzka hossza s meghatározható. Az effektív apertúra az antenna szélességének növelésével tovább növelhetõ. 13. Ábra Egysávú nfravörös szenzor tervezés algortmusának vázlata.

13 Ábra Az antenna kmenetén becsült nagyfrekvencás jel ampltúdója a frekvenca függvényében, a delektromos réteg vastagságával paraméterezve. A kétsávú nfravörös szenzor esetében két antennánk van (egy rövdebb és egy hosszabb), melyeket két különbözõ sávra kell hangolnunk. Ilyenformán a fent vázolt algortmust egymás után alkalmazva két optmáls rétegvastagság adódk, egy nagyobb (a hosszabb antennánál) és egy ksebb (a rövdebb antennánál). Ezek közül a ksebbet kell választan, mvel ebben az esetben bár ez a hosszabb antennának nem optmáls- elkerülhetõ, hogy a lateráls rányú terjedés kedvezõtlenül befolyásolja a rövdebb antenna ránykaraktersztkáját, és ezen keresztül a vett jel nagyságát. 15. Ábra A kétsávú nfravörös szenzor kmeneten (az MOM dóda kapcsan) számolt THz-es jel ampltúdója a frekvenca függvényében az optmalzálás után (A pros görbe az 1 sorszámú antennához tartozk a fekete görbe a 2 sorszámú antennához, tartozk.) A 15 ábrán látható a kétsávú nfravörös szenzor kmenetén becsült nagyfrekvencás jel ampltúdója mután a delektromos réteg vastagságát és az antenna hosszát optmálsra választottuk meg. Összehasonlítva a 15 ábrát a 11 ábrával, jól látható a jelsznt növekedése. 4. Kegészítettem a kétsávú nfravörös szenzor struktúráját, hogy az érzékenység jelentékenyen nõjön. Mnt azt a korábbakban láttuk az antenna hatásos felülete gen csekély. Az antenna hatásos felületét növelhetjük úgy s, hogy egy gyûjtõlencse segítségével, sokkal nagyobb felületrõl fókuszáljuk a sugárzást rá az antennára (16 ábra). A 16 ábrán látható módon egy delektromos félgömböt helyezünk az antenna fölé (melyet anyagául szlícumdoxdot tételeztünk fel). Az antennát a félgömb fókuszpontjába helyezzük. A fókusztávolságot az antenna és a félgömb között egy delektrkumból készült henger segítségével tarthatjuk meg. Így az antenna kmenetén jelentõs lesz a jelsznt növekedése (17 ábra).

14 Ábra A delektromos lencse nfravörös szenzor geometra felépítése 17. Ábra A delektromos lencse nfravörös szenzor antennájának kmenetén becsült nagyfrekvencás jel ampltúdója a frekvenca függvényében. (a lencse apertúrájának átmérõje 40 µ m ) A 16 ábrán vázolt geometrát alkalmazhatjuk a kétsávú esetre s (18 ábra). Ekkor mndkét antennát a fókuszpont közelébe tesszük. A 19 ábrán látható, hogy a jel erõsödése még így s szgnfkáns. A 16 ábrán jól látható hogy a vett jel maxmáls értéke U AC 200µ V. 18. Ábra Kétsávú delektromos lencse nfravörös szenzor.

15 Ábra A kétsávú delektromos lencs nfravörös szenzor két antennájának kmenetén becsült jelsznt a frekvenca függvényében (a lencse apertúrájának átmérõje 40 µ m ).

16 16 IV. Alkalmazások Infravörös tartományban mûködõ szenzorokat már eddg s számos területen alkalmaztak [2]. Hagyományosan térfgyelõ, bztonságtechnka rendszerek részeként éjszaka körülmények között megfgyelésre, rendvédelm, tûzoltás célokra (a tûz fészkének felderítésére) és vasútbztonság célokra (a vágányok mellé khelyezve fgyelemmel lehet követn az ott elhaladó szerelvények kerekenek az állapotát, terhelését stb.). Az elõzõekben felvázolt hûtést nem génylõ multspektráls nfravörös szenzor rugalmasabb alkalmazást, tesz lehetõvé amellett, hogy a szenzor képessége jelentõsen növekedtek. A fent felsorolt hagyományosnak teknthetõ alkalmazás területek mellett azonban újabb alkalmazás lehetõségek nyílnak meg, éppen a nagy sebesség, a szobahõmérsékleten való mûködés és a multspektráls érzékelés képessége matt. Már eddg s léteztek nfravörös kamerával mûködõ orvosdagnosztka módszerek, ám ezek lehetõséget és eredményességét egy multspektráls eszköz képes jelentõsen növeln [31],[32].

17 17 V. Közétett publkácók V. Közétett publkácók Gábor Maty, Nanonatennas for uncooled, double-band, CMOS compatbla, hgh-speed nfrared sensors, Internatonal Journal of Crcut Theory and Applcatons, vol.. 32, September-October. 2004, pp Gábor Maty, The TLM method and the Marcuwtz-Schwnger Equatons, n Proc. Medterranean Mcrowave Symposum, Budapest, 2007 pp. Gábor Maty, Arpad I. Csurgay, Wolfgang Porod Nanoantenna Desgn for THz-band Rectfcaton, n Proc. MWSCAS, August 2006,San Huan Puerto Rco Gábor Maty, Delectrc Lens Nanoantennas for Uncooled, CMOS compatble, Hgh Speed Double-band Infrared Sensors (Publkálás alatt)

18 18 VI. Bblográfa [1] A. Rogalsk, Infrared detectors: an overvew, Infrared Physcs and Technology, 43 (2002) [2] P. W. Kruse, D.D. Skatrud, Uncooled Infrared Imagng Arrays and Systems, Academc Press, 1997 [3] S. Emnoglu, D. S. Tezcan, M. Y. Tanrkulu, T. Akn, Low-cost uncooled nfrared detectors n CMOS process, Sensors and Actuators A 109 (2003) [4] S. V. Bandara, et. al, Four-band quantum well nfrared photodetector array, Infrared Physcs and Technology, 44 (2003) [5] S. Y. Wang, T. Izawa, T. K. Gustafson, Couplng characterstcs of thn-flm metal oxde metal dodes at 10.6 µm, Appl. Phys. Lett. 27 (1975) [6] I. Wlke, Y. Opplnger, W. Herrmann, F. K. Kneubühl, Nanometer Thn Flm N NO N Dodes for 30 THz Radaton, Appl. Phys. Q 58 (1994) [7] C. Fumeaux, W. Herrmann, K. K. Kneubuhl, H. Rothuzen, Nanometer thnflm N NO N dodes for detecton and mxng of 30 THz radaton, Infrared Physcs and Technology, 39 (1998) [8] C. Fumeaux, J. Alda, G. D. Boreman, Lthographc antennas at vsble frequences, Optcs Letters, 24 (1999) [9] I. Codreanu, F. J. Gonzalez, G. D. Boreman, Detecton mechansms n mcrostrp dpole antenna-coupled nfrared detectors, Infrared Physcs and Technology, 44 (2003) [10] A. Sanchez, C. F. Davs, Jr., K. C. Lu, A Javan, The MOM tunnelng dode: Theoretcal estmate of ts performance at mcrowave and nfrared frequences, J. Appl. Phys. 49 (1978), 5270 [11] [12] K. D. Möller, O. Stenberg, H. Grebel, Phlppe Lalanne, Thck nductve cross shaped metal meshes Journal of Appled Physcs., vol. 91, no. 12, pp , June [13] Howard A. Smth, M. Rebbert, O. Stenberg, Desgner Infrared flters usng stacked metal lattces Appled Physcs Letters, vol. 82, no. 21, pp , May [14] Hang Jn, Rüdger Vahldeck, Drect Dervatons of TLM Symmetrcal Condensed Node and Hybrd Symmetrcal Condensed Node from Maxwell s

19 19 Equatons Usng Centered Dfferencng and Averagng, IEEE Transacton on Mcrowave Theory and Technques, Vol.42, No.12, December 1994, pp [15] P.B Johns, R. L. Beurle, Numercal Soluton of 2-dmensonal scatterng problems usng a Transmsson-lne Matrx, Proc. IEE, Vol.118, No.9, September 1971, pp [16] John Paul, Chrstos Chrstopulos, Davd W. P. Thomas, Generalzed Materal Models n TLM-Part 1: Materals wth Frequency-Dependent Propertes, IEEE Trans. Ant. Prop., Vol.47, No.10, Oct. 1999, pp [17] John Paul, Chrstos Chrstopulos, Davd W. P. Thomas, Generalzed Materal Models n TLM-Part 2: Materals wth Ansotropc Propertes, IEEE Trans. Ant. Prop., Vol.47, No.10, Oct. 1999, pp [18] Smony Károly, Zombory László, Elmélet Vllamosságtan, Mûszak könvkadó, Budapest, 2000 [19] Roger F. Harngton Tme-Harmonc Electromagnetc Felds 2001 IEEE Press, Wley Interscence [20] C. A. Balans, Antenna Theory, John Wley and Sons, 1997 [21] Ka Fong Lee, We Chen, Advances n mcrostrp and prnted antennas, John wley & sons, Inc. 1997, Ch. 5. [22] Csurgay Árpád, Markó Szlárd, Mkrohullámú Passzív hálózatok, BME Mérnök Továbbképzõ Intézet 1965 [23] N. Marcuwtz, J. Schwnger, On the Representaton of the Electrc and Magnetc Felds Produced by Currents and Dscontnutes n Wave Gudes Journal of Appled Physcs, vol. 22, no. 6, pp , June [24] H. J. Butterweck, Über de Anregung elektromagnetscher Wellenleter A. E. Ü., vol. 16, no. 10, pp , March [25] C. G. Montgomery, R. H. Dcke, E. M. Purcell Prncples of Mcrowave Crcuts 1947 [26] M. Dressel and G. Grüner, Electrodynamcs of Solds Optcal Propertes of Electrons n Matter, Cambrdge Unversty Press, 2002 [27] H. Haug, Stephan W. Koch, Quantum Theory of the Optcal and Electroncal Proertes of Semconductors 1990 World Scentfc Publshng Co. [28] Edward D. Palk, Handbook of Optcal Constants of Solds, Academc Press, 1985

20 20 [29] M. A. Ordal, R. J. Bell, R. W. Alexander, Jr. L. L. Long, M. R. Querry, Optcal Propertes of Fourteen Metals n the nfrared and far nfrared: Al, Co, Au, Fe, Pb, Mo, N, Pd, Pt, Ag, T, V, and W, Appled Optcs, 24 (1985) No.24, [30] Csurgay Árpád, Smony Károly Az Informácótechnka Fzka Alapja 1997 Mérnöktovábbképzõ Intézet [31] Pareja-Illeras Rosaro, Daz-Caro Jose, Blanco-Bartolomé Carmen, Lnares- Herrero Rodrgo, Ramos-Marín Joaquín, Ortz Sergo, Desgn and comparson of mult- and hyper- spectral magng systems, Proc. of SPIE Vol. 5987, (2005), pp. [32] Mark Dombrowsk, Jagmohan Bajaj, Paul Wllson, Vdeo-rate Vsble to LWIR Hyperspectral Imagng and Image Explotaton, Proceedngs of the 31st Appled Imagery Pattern Recognton Workshop, IEEE, 2002