Análise numérica computacional de antenas e metamaterias utilizando ti3c2tx mxene como material ressonador na banda terahertz (THz)

Havendo a necessidade de aprimoramento das tecnologias de telecomunicação para atender parâmetros cada vez mais elevados, assim como o desenvolvimento de novos métodos de análise, caracterização e identificação de materiais e objetos. Nesse estudo é elaborado projeto de antenas e metamateriais para a aplicações no THz gap, faixa viável para aplicações em telecomunicação e Imaging. Os dispositivos são constituídos de sílica como material dielétrico e utiliza Ti3C2Tx MXene como meio ressonador. O projeto foi simulado por análise numérica computacional, utilizando os softwares COMSOL Multiphysics para as simulações das antenas e metamateriais e MATLAB para a modelagem das antenas e desenvolvimento dos modelos numéricos de Drude-Smith e Drude-Lorentz, visando representar as propriedades óticas do Ti3C2Tx MXene. O Metamaterial apresentou comportamento como meio de ε negativo (ENG) na faixa de 1-3 THz, como meio de μ negativo (MNG) com permitividade próximo de zero (ENZ) na faixa de 3-6 THz, contendo picos de absorbância em entre 6-7 THz e reflectância em 3-4 THz. As antenas apresentaram resultados coerentes para antenas de baixo perfil, contendo três modos de ressonância TM10, TM02 e TM20. O modo fundamental TM10 Ressoou entre 3,1-3,2 THz com coeficiente de reflexão de -36,478 dB apresentando largura de banda de 16,44 %, sendo o modo de ressonância predominante, o incremento de MTM resultou no aumento da largura de banda no modo TM20 nas faixas de 6-7 THz com -24,38 dB e ganho de 1,13 dBi no modo fundamental para Ti3C2Tx MXene modelado por Drude-Smith, apresentando o total de 3,76 dBi. As antenas com Ti3C2Tx MXene modelado por Drude-Lorentz apresentaram modo TM20 com maior ressonância contendo coeficiente de reflexão de – 36,613 dB e largura de banda de 21,8%, nessas antenas o incremento de MTM fomentou aumento de ganho de 0,86 dBi somente no modo TM10, ao qual obteve ganho de 2,48 dBi.