Sensor termoeléctrico acoplado a nanoantena Yagi-Uda para detección infrarroja
Autores: Sethi, Waleed Tariq; De Sagazan, Olivier; Himdi, Mohamed; Vettikalladi, Hamsakutty; Alshebeili, Saleh A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Sensor termoeléctrico acoplado a nanoantena Yagi-Uda para detección infrarroja
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Demonstración
Sensor termoeléctrico
Nanoantena
Energía infrarroja
Tecnología Yagi-Uda
Matriz de uniones nano-termoeléctricas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
Presentamos una demostración experimental de un sensor termoeléctrico acoplado con una nanoantena como una opción alternativa para detectar energía infrarroja. Se fabricaron y probaron dos variaciones de diseño de nanoantenas (elemento único y un conjunto) basadas en la tecnología Yagi-Uda y un conjunto separado de nano-junciones termoeléctricas. Las nanoantenas se ajustaron para operar y responder a una longitud de onda central de 1550 nm (193,5 THz) en la ventana óptica de la banda C, pero también mostraron una respuesta de resonancia cuando fueron excitadas por láseres de varias longitudes de onda (650 nm y 940 nm). Las corrientes eléctricas inducidas por radiación en las nanoantenas, acopladas con un sensor nano-termoeléctrico, produjeron una diferencia de potencial según el efecto Seebeck. Con respecto a las mediciones térmicas uniformes de la nanoantena de referencia, los experimentos confirmaron las propiedades de detección de las nanoantenas propuestas; el elemento único detectó un pico de aumento de voltaje porcentual del 28%, mientras que el conjunto detectó un pico de aumento de voltaje porcentual del 80% en la longitud de onda central. En comparación con los diseños termoeléctricos de última generación, esta fue la primera vez que se informaron experimentalmente tales picos de voltaje porcentual siguiendo un diseño plano basado en el principio de Seebeck.
Descripción
Presentamos una demostración experimental de un sensor termoeléctrico acoplado con una nanoantena como una opción alternativa para detectar energía infrarroja. Se fabricaron y probaron dos variaciones de diseño de nanoantenas (elemento único y un conjunto) basadas en la tecnología Yagi-Uda y un conjunto separado de nano-junciones termoeléctricas. Las nanoantenas se ajustaron para operar y responder a una longitud de onda central de 1550 nm (193,5 THz) en la ventana óptica de la banda C, pero también mostraron una respuesta de resonancia cuando fueron excitadas por láseres de varias longitudes de onda (650 nm y 940 nm). Las corrientes eléctricas inducidas por radiación en las nanoantenas, acopladas con un sensor nano-termoeléctrico, produjeron una diferencia de potencial según el efecto Seebeck. Con respecto a las mediciones térmicas uniformes de la nanoantena de referencia, los experimentos confirmaron las propiedades de detección de las nanoantenas propuestas; el elemento único detectó un pico de aumento de voltaje porcentual del 28%, mientras que el conjunto detectó un pico de aumento de voltaje porcentual del 80% en la longitud de onda central. En comparación con los diseños termoeléctricos de última generación, esta fue la primera vez que se informaron experimentalmente tales picos de voltaje porcentual siguiendo un diseño plano basado en el principio de Seebeck.