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Elektrické vlastnosti nanokompozitů / Study of electric properties of nanocomposites

Libra, Miroslav January 2013 (has links)
The present master´s thesis deals with the electrical properties of nanocomposite materials. Samples for the experiment are made epoxi resin and oxides TiO2 and Al2O3 as nanofillers in different percent performace. The samples nanocomposites are measured temperature dependence of the resistivity inside, dissipation factor and relative permittivity. It discusses the effect of the filler on the resulting electrical properties of the polymer.
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Dynamické ovládání magnetizace pro spintronické aplikace studované magnetooptickými metodami / Dynamic control of magnetization for spintronic applications studied by magneto-optical methods

Zahradník, Martin January 2019 (has links)
Two important mechanisms in preparation of ultrathin films of magnetic oxides were systematically investigated in this work. First, influence of epitaxial strain on resulting magneto-optical properties of La2/3Sr1/3MnO3 (LSMO) ultrathin films was studied. The investigated films were grown by pulsed laser deposition on four different substrates, providing a broad range of induced epitaxial strains. Magnetic properties were found to deteriorate with increasing value of the epitaxial strain, as expected due to the unit cell distortion increasingly deviating from the bulk and effect of the magnetically inert layer. A combination of spectroscopic ellipsometry and magneto-optical Kerr effect spectroscopy was used to determine spectra of the diagonal and off-diagonal elements of permittivity tensor. The off-diagonal elements confirmed presence of two previously reported electronic transitions in spectra of all films. Moreover, they revealed another electronic transition around 4.3 eV only in spectra of films grown under compressive strain. We proposed classification of this transition as crystal field paramagnetic Mn t2g → eg transition, which was further supported by ab initio calculations. A key role of strain in controlling electronic structure of ultrathin perovskite films was demonstrated. Dynamic application of...
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Synthese und Charakterisierung lösungsprozessierbarer und vernetzbarer Methacrylat-Copolymere für den Einsatz als Dielektrika in der organischen Elektronik

Berndt, Andreas 07 October 2016 (has links)
Der Einsatz von organischen Materialien, insbesondere von Polymeren, hat zahlreiche Vorteile gegenüber dem Einsatz klassischer Materialien in der Mikroelektronik. Zu diesen zählen Flexibilität, geringes Gewicht, Verarbeitbarkeit durch Verfahren aus Lösung bei Raumtemperatur ohne Notwendigkeit vakuumbasierter Prozesse zur Abscheidung und vieles mehr. Dies ermöglicht eine energie- und kosteneffiziente Herstellung elektronischer Bauteile wie organische Feldeffekttransistoren (OFETs) oder Leuchtdioden (OLEDs), welche durch Prozesse wie dem Rolle-zu-Rolle-Druckverfahren nicht länger auf kleine Flächen begrenzt sind. Zur Herstellung polymerbasierter OFETs mit optimiertem Eigenschaftsprofil sind neben innovativen Halbleitern vor allem auch neue Dielektrika mit verbesserten elektrischen Eigenschaften erforderlich, zu deren Entwicklung die vorliegende Arbeit beitragen sollte. Das häufig verwendete Polymethylmethacrylat ist für den Einsatz als Gate-Dielektrikum für die organische und gedruckte Elektronik nur bedingt geeignet. Es zeigt einige Nachteile wie eine mangelnde Stabilität gegenüber bestimmten organischen Lösungsmitteln, was zu Quellung oder Anlösen des Dielektrikums während des Aufbringens weiterer Schichten führen kann. Durch Copolymerisation von Methylmethacrylat mit funktionalisierten Comonomeren sollten die Probleme gelöst und optimierte Methacrylat-Copolymere entwickelt werden. Die Copolymere wurden über freie radikalische sowie RAFT-Polymerisation synthetisiert. Allen gemeinsam sind vernetzbare Comonomere, um die Lösungsmittelstabilität zu verbessern und somit die Durchbruchfeldstärke des Dielektrikums zu erhöhen. Als Vernetzer wurden 4-Benzoylphenylmethacrylat (BPMA) oder Propargylmethacrylat (PgMA) gewählt. BPMA ist UV-vernetzbar, Copolymere mit PgMA können in Gegenwart von mehrfunktionalen Aziden wie 1,3,5-Tris(azidomethyl)benzen (TAMB) durch Click-Reaktion thermisch vernetzt werden. Ein weiterer Aspekt ist die Erhöhung der relativen Permittivität des Dielektrikums zur Steigerung der Kapazität der dielektrischen Schicht, wodurch unter anderem die Betriebsspannung des Transistors reduziert werden kann. Dieses Ziel sollte durch Komposite mit BaTiO3-Nanopartikeln erreicht werden. Zusätzlich zur Steigerung der Permittivität kann dies durch Verringerung der Filmdicke realisiert werden, was jedoch vermehrt zu Leckströmen führen könnte. Neben den dielektrischen Materialeigenschaften spielt vor allem auch die Grenzfläche zwischen Dielektrikum und Halbleiter eine wesentliche Rolle. Um die Interaktionen an dieser zu verbessern, wurden Comonomere mit selbstorganisierenden Seitenketten in die Polymerstruktur eingebracht. Die Kombination dieser Dielektrika mit chemisch angepassten Halbleitern mit vergleichbaren Seitenkettenfunktionalitäten soll dazu führen, dass die beiden Komponenten durch die Seitenketten verstärkt miteinander wechselwirken. Monomersynthesen sowie anschließende Copolymerisationen waren in hohen Ausbeuten und ausreichenden Molmassen bezüglich der Copolymere erfolgreich. Die strahleninduzierte Vernetzung konnte durch systematische Untersuchungen optimiert und die thermische Vernetzung bei moderaten Temperaturen nachgewiesen werden. Die Vernetzbarkeit von Copolymeren mit selbstorganisierenden Seitenketten erwies sich als gehindert. Hierfür wurde ein Vorschlag zur Erhöhung der Flexibilität der Vernetzerseitenkette unterbreitet. Für die Copolymere P(MMA/BPMA) und P(MMA/PgMA) konnten die Durchbruchfeldstärken in Folge der Vernetzung von < 0.3 MV/cm für PMMA auf bis zu mehr als 5 MV/cm gesteigert werden. BaTiO3-Nanopartikel konnten durch geeignete Methoden erfolgreich synthetisiert werden. Durch Variation der Reaktionsbedingungen war eine gezielte Steuerung der Primärpartikelgröße möglich. So wurden Partikel der Größe < 10 nm, 26 nm und 55 nm realisiert. Die Dispersion der Partikel in organischen Lösungsmitteln sowie in der Polymermatrix war stark abhängig von der Größe der Primärartikel, der Oberflächenmodifikation sowie der Neigung zur Agglomeration. Modifizierte Partikel mit einem Durchmesser < 10 nm konnten sehr gut in Lösungsmitteln wie auch in der Polymermatrix dispergiert werden (Abbildung 2). Eine Steigerung der relativen Permittivität der Nanokomposite blieb jedoch aufgrund der zu geringen Größe der Primärpartikel aus. Darüber hinaus wurden deutlich schlechtere Durchbruchfeldstärken beobachtet. Copolymere mit der Fähigkeit zur Selbstorganisation sollten durch zwei Konzepte realisiert werden. Im ersten System führte die Polymerisation von x-[4-(4´-Cyanophenyl)phenoxy]alkylmethacrylaten mit Spacerlängen von x = 6 und x = 8 nur in Homopolymeren zu ausgeprägter Selbstorganisation. Copolymere mit 50 mol% waren weitgehend isotrop und wiesen zudem ungenügende dielektrische Eigenschaften auf. Das zweite System basiert auf semifluorierten Methacrylat-Copolymeren mit H10F10-Seitenketten (10 CH2- und 10 CF2-Gruppen). Diese zeigten schon ab einem Gehalt von circa 35 mol% gute Selbstorganisation und bildeten ein geordnetes alternierendes Schichtsystem aus Haupt- und Seitenketten im Bulk und in dünnen Filmen. Die dielektrischen Eigenschaften können mit denen bekannter fluorierter Polymerdielektrika wie CYTOP konkurrieren. Damit stehen die semifluorierten Copolymere zukunftsorientiert zur Kombination mit Halbleitern, welche die gleichen Seitenkettenfunktionalitäten tragen, bereit, um so durch starke Interaktionen zwischen Dielektrikum und Halbleiter die Grenzfläche zu optimieren. Mit thermisch vernetztem P(MMA/PgMA) konnten OFETs mit den Halbleitern Pentacen bzw. C60 erfolgreich hergestellt und vermessen werden. Beide Transistoren liefern gute und mit Literaturwerten vergleichbare Kenngrößen. Die Ladungsträgermobilitäten und Ion/Ioff-Verhältnisse betragen 0.3 cm²/Vs und 6.0x10^5 im Pentacen-basierten Transistor beziehungsweise 1.3 cm²/Vs und 4.4x10^5 im OFET mit dem Halbleiter C60. Damit konnte in dieser Arbeit die Steigerung der Durchbruchfeldstärke durch geeignete Vernetzung der Copolymere realisiert werden. Die thermische Vernetzung fand bei deutlich geringeren Temperaturen als zahlreiche in der Literatur beschriebene Reaktionen statt. Die Synthese und Modifizierung von BaTiO3-Nanopartikeln und auch die Bildung entsprechender PMMA-BaTiO3-Nanokomposite war erfolgreich, führte jedoch nicht wie erwartet zu einer Steigerung der relativen Permittivität der Dielektrika-Schichten. Vernetzbare und selbstorganisierende semifluorierte Methacrylat-Copolymere konnten polymerisiert und charakterisiert werden und stehen als innovative dielektrische Materialien für Untersuchungen in OFETs zur Verfügung. Das Copolymer P(MMA/PgMA) wurde zielführend in organischen Feldeffekttransistoren eingesetzt und führte zu guten elektrischen Eigenschaften der Bauteile.
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On the theory of TM- electromagnetic guided waves in a nonlinear planar slab structure

Yuskaeva, Kadriya 22 March 2013 (has links)
TM-(transverse magnetic)guided waves, propagating in a lossless, nonmagnetic three-layer structure (substrate-film-cladding) are studied. Two types of the dielectric permittivities (I and II) are analyzed. All three media of the waveguide with the permittivity of type I are assumed to exhibit a local Kerr-like tensorial nonlinearity. Maxwell's equations in this case are reduced to an exact differential equation leading to a first integral, relating two electric field components so that one component can be eliminated. The other one can be found by integration. Combination of the first integral with the boundary conditions leads to an exact analytical dispersion relations (expressed in terms of integrals) establishing a link between the parameters of the problem (in particular, thickness of the film, the propagation constant of the travelling wave, the electric field components at the interface substrate-film). The film thickness and the propagation constant satisfying the dispersion relation (by given electric field component at the boundary substrate-film)are associated to the possible modes travelling through the waveguide. Numerical evaluation of the corresponding power flow derived using of Maxwell' equations and the first integral processes straightforwardly, without known wave solutions at first. The waveguide with the permittivity of type II consists of the film with the dielectric function depending on the field intensity (Kerr-type nonlinearity) as well as on the transverse coordinate (spatially varying permittivity) situated between the linear, isotropic substrate and cladding. The problem in this case is reduced to a system of two integral equations. Using the Banach fixed-point theorem it is shown that the solutions of Maxwell's equations exist in form of a uniformly convergent sequence of iterations. The conditions of the Banach fixed-point theorem are derived and used to estimate the quality of the approximation. The exact dispersion relation is derived. Results of numerical evaluation of the dispersion relation and field solutions are presented in the first approximation. Solutions of the dispersion relation, the field components and the power flow obtained using the method for the permittivity I are compared with these found using an integral equation approach (the permittivity II but without the coordinate dependence) - the consistency is remarkably good. The proposed methods seem to be applicable to permittivities more general as considered.
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Dynamic control of magnetization for spintronic applications studied by magneto-optical methods / Contrôle dynamique de l'aimantation pour applications spintroniques étudié par des méthodes magnéto-optiques

Zahradník, Martin 28 June 2019 (has links)
Deux mécanismes importants reliant la préparation des couches ultraminces d’oxydes magnétiques à leurs propriétés physiques ont été étudiés dans ce travail. En premier lieu, l’influence de la contrainte épitaxiale sur les propriétés magnéto-optiques de la manganite La₂/₃Sr₁/₃MnO₃ (LSMO) a été étudiée. Les couches ultraminces ont été déposées par ablation laser pulsé sur quatre substrats différents, ce qui a fourni différentes valeurs statiques de la contrainte épitaxiale. Les propriétés magnétiques ont été révélées comme se détériorant avec l’augmentation de la contrainte, ce qui était prévisible à cause de la distorsion grandissante de la maille unitaire ainsi qu’à cause de l’effet de la couche magnétiquement inerte. La combinaison de l’ellipsométrie spectroscopique et de la spectroscopie Kerr magnéto-optique a été utilisée afin de déterminer les spectres des éléments diagonaux et non diagonaux du tenseur de permittivité. L’étude des éléments non-diagonaux a confirmé la présence déjà rapportée de deux transitions électroniques dans les spectres de toutes les couches. De plus, elle a révélé une autre transition électronique autour de l’énergie de 4.3 eV, mais seulement dans les spectres des couches déposées avec une contrainte compressive. Nous avons proposé la classification de cette transition comme une transition paramagnétique du champ cristallin Mn t2g → eg. Cette classification a été confortée par des calculs ab initio. Nous avons ainsi montré le rôle clé de la contrainte dans le contrôle des propriétés magnéto-optiques des couches pérovskites ultraminces. En revanche, l’application dynamique de la contrainte par l’utilisation d’une sous-couche piézoélectrique est restée peu concluante. Le transfert de la contrainte entre la sous-couche piézoélectrique et la couche LSMO nécessite des améliorations ultérieures. En second lieu, l’influence de la désorientation du substrat a été étudiée par rapport à la dynamique de l’aimantation dans l’oxyde SrRuO₃ (SRO). Comme attendu, nous avons trouvé qu’un grand angle de désorientation mène à la suppression de la croissance de plusieurs variants cristallographiques du SRO. Au moyen de la microscopie à force magnétique, nous avons montré que la présence de plusieurs variants de SRO mène à l’augmentation de la densité de défauts agissant comme points d’ancrage ou de nucléation pour les domaines magnétiques. Nous avons donc montré que l’emploi d’un substrat vicinal est important pour la fabrication des couches ultraminces de SRO de haute qualité, avec une faible densité de défauts cristallographiques et d’excellentes propriétés magnétiques. / Two important mechanisms in preparation of ultrathin films of magnetic oxides were systematically investigated in this work. First, influence of epitaxial strain on resulting magneto-optical properties of La₂/₃Sr₁/₃MnO₃ (LSMO) ultrathin films was studied. The investigated films were grown by pulsed laser deposition on four different substrates, providing a broad range of induced epitaxial strains. Magnetic properties were found to deteriorate with increasing value of the epitaxial strain, as expected due to the unit cell distortion increasingly deviating from the bulk and effect of the magnetically inert layer. A combination of spectroscopic ellipsometry and magneto-optical Kerr effect spectroscopy was used to determine spectra of the diagonal and off-diagonal elements of permittivity tensor. The off-diagonal elements confirmed presence of two previously reported electronic transitions in spectra of all films. Moreover, they revealed another electronic transition around 4.3 eV only in spectra of films grown under compressive strain. We proposed classification of this transition as crystal field paramagnetic Mn t2g → eg transition, which was further supported by ab initio calculations. A key role of strain in controlling electronic structure of ultrathin perovskite films was demonstrated. Dynamic application of strain via use of piezoelectric underlayer remained inconclusive, requiring further improvement of the strain transfer from the piezoelectric layer into the LSMO. Second, influence of substrate miscut on magnetization dynamics in SrRuO₃ (SRO) was studied. As expected we found that high miscut angle leads to suppression of multi-variant growth. By means of magnetic force microscopy we showed that presence of multiple SRO variants leads to higher density of defects acting as pinning or nucleation sites for the magnetic domains, which consequently results in deterioration of magnetic properties. We demonstrated that use of vicinal substrate with high miscut angle is important for fabrication of high quality SRO ultrathin films with low density of crystallographic defects and excellent magnetic properties.
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Linear and Nonlinear Functions of Plasmas in Electromagnetic Metamaterials / 電磁メタマテリアルにおけるプラズマの線形及び非線形機能

Iwai, Akinori 25 March 2019 (has links)
京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第21732号 / 工博第4549号 / 新制||工||1709(附属図書館) / 京都大学大学院工学研究科電気工学専攻 / (主査)教授 大村 善治, 教授 松尾 哲司, 教授 竹内 繁樹 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy (Engineering) / Kyoto University / DFAM
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Dielectric Material Characterization up to Terahertz Frequencies using Planar Transmission Lines

Seiler, Patrick Sascha 07 May 2019 (has links)
With increasing frequency up to the THz frequency range and the desire to optimize performance of modern applications, precise knowledge of the dielectric material parameters of a substrate being used in a planar application is crucial: High performance of the desired device or circuit can often be achieved only by properly designing it, using specific values for the material properties. Especially the integration of planar devices for very broadband applications at high frequencies often demands specific dielectric properties such as a low permittivity, dispersion and loss, assuring a predictable performance over a broad frequency range. Therefore, material characterization at these frequencies is of interest to the developing THz community, although not a lot of methods suitable in terms of frequency range and measurement setup exist yet. In this work, a comprehensive method for dielectric material parameter determination from S-Parameter measurements of unloaded and loaded planar transmission lines up to THz frequencies is developed. A measurement setup and methodology based on wafer prober measurements is established, which allows for characterization of planar substrates and bulk material samples alike. In comparison with most existing methods, no specialized measurement cell or cumbersome micro-machining of material samples is necessary. The required theory is developed, including a discussion of effective parameter extraction methods from measurement, identification of and correction for undesired transmission line effects such as higher order modes, internal inductance and surface roughness, as well as mapping and modelling procedures based on physical permittivity models and electromagnetic simulations. Due to the general approach and modular structure of the developed method, new models to cover additional aspects or enhance its performance even further are easily implementable. Measurement results from 100 MHz to 500 GHz for planar substrates and from 100 MHz to 220 GHz for bulk material samples emphasize the general applicability of the developed method. It is inherently broadband, while the upper frequency limit is only subject to the fabrication capabilities of modern planar technology (i.e. minimum planar dimensions of transmission lines and height of substrate) and thus is easily extendable to higher frequencies. Furthermore, the developed method is not bound to a specific measurement setup and applicable with other measurement setups as well, as is exemplary presented for a free-space setup using antennas, enabling measurement of large, flat material samples not fitting on the wafer prober. Several substrate and bulk material samples covering a wide range of permittivities and material classes are characterized and compared with reference values from literature and own comparison measurements. The uncertainties for both planar substrate as well as bulk material sample measurements are estimated with a single-digit percentage. For all measurements, the order of magnitude of the dielectric loss tangent can be determined, while the lower resolution boundary for bulk material sample measurements is estimated to 0.01. Concerning measurements in the wafer prober environment, fixture-related issues are a main cause of measurement uncertainty. This topic is discussed as well as the design of on-wafer probe pads and custom calibration standards required for broadband operation at THz frequencies. / Mit zunehmender Erschließung des THz-Frequenzbereichs und der zugehörigen Optimierung moderner Anwendungen ist eine genaue Kenntnis der dielektrischen Materialparameter verwendeter planarer Substrate unabdingbar: Eine hohe Performance angestrebter Bauteile oder Schaltungen kann nur durch einen präzisen Entwurf sichergestellt werden, wofür spezifische Werte für die Materialeigenschaften bekannt sein müssen. Insbesondere die Integration planarer Bauelemente für sehr breitbandige Anwendungen bei hohen Frequenzen bedingt spezifische dielektrische Materialeigenschaften, wie bspw. geringe Permittivität, Dispersion und Verluste, sodass eine vorhersagbare Performance über einen breiten Frequenzbereich sichergestellt werden kann. Materialcharakterisierung bei diesen Frequenzen ist folglich von Interesse für die sich entwickelnde THz-Forschungslandschaft, wenngleich derzeit kaum Verfahren existieren, die geeignet in Bezug auf den Frequenzbereich oder Messaufbau sind. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein umfassendes Verfahren zur Bestimmung der dielektrischen Materialparameter aus S-Parameter-Messungen unbelasteter und belasteter planarer Leitungen bis in den THz-Bereich entwickelt. Ein Messaufbau mitsamt Messmethodik basierend auf Wafer Prober-Messungen wird entworfen, welcher die Charakterisierung von planaren Substraten und losen Materialproben ermöglicht. Im Vergleich zu existierenden Verfahren ist weder eine spezielle Messzelle noch eine umständliche Mikrobearbeitung der Materialproben notwendig. Die Entwicklung der hierfür notwendigen Theorie beinhaltet eine Diskussion von Methoden zur Extraktion effektiver Parameter aus Messungen, die Identifikation und Korrektur unerwünschter Leitungseffekte wie bspw. höherer Moden, interner Induktivität und Oberflächenrauhigkeit sowie Zuordnungs- und Modellierungsverfahren basierend auf physikalischen Permittivitätsmodellen und elektromagnetischen Simulationen. Durch den allgemeinen, modularen Ansatz des entwickelten Verfahrens lassen sich neue Modelle zur Berücksichtigung zusätzlicher Effekte oder weiteren Verbesserung der Performance einfach einarbeiten. Messergebnisse von 100 MHz bis 500 GHz für planare Substrate und von 100 MHz bis 220 GHz für lose Materialproben unterstreichen die allgemeine Anwendbarkeit des entwickelten Verfahrens. Es ist inhärent breitbandig, wobei eine obere Frequenzgrenze nur durch die Fertigungstoleranzen moderner planarer Technologien gegeben ist (minimale Leitungsdimensionen und Substrathöhe), sodass es einfach zu höheren Frequenzen hin erweiterbar ist. Weiterhin ist das entwickelte Verfahren nicht an einen bestimmten Messaufbau gebunden und auch mit weiteren Aufbauten anwendbar, wie beispielhaft an einem Freiraum-Aufbau mit Antennen präsentiert wird. Eine Vielzahl planarer Substrate und loser Materialproben, die ein weites Spektrum an Permittivitäten und Materialklassen abdecken, werden charakterisiert und mit Referenzdaten aus der Literatur sowie eigenen Messungen verglichen. Die Messunsicherheiten der Permittivitätsmessungen werden im einstelligen Prozentbereich abgeschätzt und der dielektrische Verlustwinkel kann in seiner Größenordnung bestimmt werden. Aufbaubezogene Einflüsse als eine Hauptursache für Messunsicherheiten am Wafer Prober werden adressiert, ebenso wie der Entwurf von On-Wafer Probe Pads und selbsterstellter Kalibrierstandards, die notwendig sind für den Einsatz bei THz-Frequenzen.
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Anomalous Nature Of Metamaterial Inclusion and Compact Metamaterial-Inspired Antennas Model For Wireless Communication Systems. A Study of Anomalous Comportment of Small Metamaterial Inclusions and their Effects when Placed in the Vicinity of Antennas, and Investigation of Different Aspects of Metamaterial-Inspired Small Antenna Models

Jan, Naeem A. January 2017 (has links)
Metamaterials are humanly engineered artificial electromagnetic materials which produce electromagnetic properties that are unusual, yet can be observed readily in nature. These unconventional properties are not a result of the material composition but rather of the structure formed. The objective of this thesis is to investigate and design smaller and wideband metamaterial-inspired antennas for personal communication applications, especially for WiMAX, lower band and higher band WLAN applications. These antennas have been simulated using HFSS Structure Simulator and CST Microwave Studio software. The first design to be analysed is a low-profile metamaterial-inspired CPW-Fed monopole antenna for WLAN applications. The antenna is based on a simple strip loaded with a rectangular patch incorporating a zigzag E-shape metamaterial-inspired unit cell to enable miniaturization effect. Secondly, a physically compact, CSRR loaded monopole antenna with DGS has been proposed for WiMAX/WLAN operations. The introduction of CSRR induces frequency at lower WLAN 2.45 GHz band while the DGS has provided bandwidth enhancement in WiMAX and upper WLAN frequency bands, keeping the radiation pattern stable. The next class of antenna is a compact cloud-shaped monopole antenna consisting of a staircase-shaped DGS has been proposed for UWB operation ranges from 3.1 GHz to 10.6 GHz. The novel shaped antenna along with carefully designed DGS has resulted in a positive gain throughout the operational bandwidth. Finally, a quad-band, CPW-Fed metamaterial-inspired antenna with CRLH-TL and EBG is designed for multi-band: Satellite, LTE, WiMAX and WLAN.
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Simulation of Microwave Heating of Healthy and Cancerous Human Tissue With Gold Nanoparticles

Carlens, Hampus, Söderström, Mika January 2022 (has links)
With a great need for new and better cancer treatments, microwaves and gold nanoparticles (GNPs) are increasingly being suggested to be used in radiotherapy. In thisreport, the authors present an investigation of how human tissue,both malignant and healthy, behaves under microwave radiation.Specifically, the focus has been on gradual transitions between healthy and GNP-treated cancerous tissue inside a waveguide.Here, the electromagnetic material property of concern is therelative permittivity. The permittivities of human tissues andGNPs have been modelled using well known analytical models.Furthermore, numerical simulations have been performed usingCOMSOL Multiphysics and the results have been compared to analytical equations suggested to describe the energy absorption in the material. The study shows that the analytical equations are in agreement with the numerical simulations for lower propagating electromagnetic (EM) modes. Some possible electromagnetic resonance has been seen within the GNP treated cancer tissue. Furthermore, the extensive analytical models and numerical software tools created will be of importance for future research of the feasibility of this cancer treatment method. / Med ett stort behov av nya, bättre cancer-behandlingar föreslås mikrovågsstrålning och guldnanopartiklar (GNPs) att användas i strålterapi. I denna rapport presenterar författarna en undersökning av hur mänsklig vävnad beter sig under mikrovågsstrålning. Specifikt har fokus varit på gradvisa övergångar mellan frisk och GNP fylld cancervävnad i en vågledare. Här är den elektromagnetiska egenskapen av intresse den relativa permittiviteten. Permittiviteterna av mänsklig vävnad och GNPs har modellerats med välkända analytiska modeller. Vidare har numeriska simuleringar utförts i COMSOL Multiphysics och resultaten av dessa har jämförts med de analytiska ekvationerna som sägs beskriva absorbtion av energi inuti materialet. Undersökningen visar att de analytiska ekvationerna stämmer överens med de numeriska simuleringarna för lägre propagerande elektromagnetiska (EM) moder. Möjlig elektromagnetisk resonans har setts inom den GNP fyllda cancervävnaden. De omfattande analytiska modellerna och numeriska mjukvaruverktygen som tagits fram kommer vara viktiga för framtida forskning på denna cancerbehandling. / Kandidatexjobb i elektroteknik 2022, KTH, Stockholm
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NOVEL SOLIS STATE PROPERTIES OF DRUGS, POLYMERS AND VARIOUS CHEMICALS BY THERMAL AND ANALYTICAL TECHNIQUES

Mantheni, Dhruthiman Reddy January 2012 (has links)
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