Trabalho de Conclusão de Curso - Graduação

Aplicações do Comsol no estudo de nanopartículas plasmônicas

The resolution of problems involving nanostructures requires the use of numerical methods due to its mathematical complexity. Among the existing methods, one can cite the Finite Element Method (FEM) and the Method of Moments (MoM). In this work it will be performed an analysis of various nanoparticl...

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Autor principal: SILVANO, Gustavo Leite
Grau: Trabalho de Conclusão de Curso - Graduação
Publicado em: 2018
Assuntos:
Acesso em linha: http://bdm.ufpa.br/jspui/handle/prefix/485
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spelling oai:https:--bdm.ufpa.br:8443:prefix-4852019-01-18T13:10:29Z Aplicações do Comsol no estudo de nanopartículas plasmônicas SILVANO, Gustavo Leite COSTA, Karlo Queiroz da http://lattes.cnpq.br/7932708321834647 Nanoantenas Materiais nanoestruturados Método dos elementos finitos - Programas de computador COMSOL (Programa de computador) Simulação (Computadores) CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES::TEORIA ELETROMAGNETICA, MICROONDAS, PROPAGACAO DE ONDAS, ANTENAS CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::MATEMATICA DA COMPUTACAO::MODELOS ANALITICOS E DE SIMULACAO The resolution of problems involving nanostructures requires the use of numerical methods due to its mathematical complexity. Among the existing methods, one can cite the Finite Element Method (FEM) and the Method of Moments (MoM). In this work it will be performed an analysis of various nanoparticles, using the commercial software COMSOL Multiphysics 4.2a for solution of differential equations using the Finite Elements Method. In some cases, the solutions obtained are compared with a program developed in MatLab, using Method of Moments. In this way, the results are more convincing due to the comparison of the methods. Among the tests, we have the classic problem of the dipole and monopole transported to the nanometer scale, then the implementation of an optical transmission line (OTL) and finally the simulation of graphene composite structures. Simulations will analyze the main characteristics of the particles, ranging from the efficiency of transmission, reflection coefficient, input impedance, electric field and absorption cross section, thus having a good idea of the behavior of such antennas according to their geometry, thus being useful during the design of resonant structures. As resoluções de problemas envolvendo nanoestruturas necessitam da utilização de métodos numéricos devido a sua complexidade matemática. Dentre os métodos existentes pode-se citar o Método dos Elementos Finitos (FEM) e o Método dos Momentos (MoM). Nesse trabalho será realizada uma análise de diversas nanopartículas, utilizando o software comercial COMSOL Multiphysics 4.2a para solução das equações diferenciais através do Método dos Elementos Finitos. Em alguns casos, as soluções obtidas serão comparadas com a de um programa desenvolvido no MatLab, utilizando o Método dos Momentos. Dessa forma, os resultados serão mais convincentes devido à comparação entre os métodos. Dentre as análises, se tem o problema clássico do dipolo e monopolo transportados para a escala nanométrica, em seguida a implementação de uma linha de transmissão óptica (OTL) e por fim a simulação de estruturas compostas de grafeno. As simulações realizadas irão analisar as principais características das partículas, indo desde a eficiência de transmissão, coeficiente de reflexão, impedância de entrada, campo elétrico e seção reta de absorção, tendo assim uma boa ideia do comportamento de tais antenas de acordo com sua geometria, sendo assim útil durante o projeto de estruturas ressonantes. 2018-05-17T14:20:36Z 2018-05-17T14:20:36Z 2013-09-25 Trabalho de Conclusão de Curso - Graduação SILVANO, Gustavo Leite. Aplicações do Comsol no estudo de nanopartículas plasmônicas. Orientador: Karlo Queiroz da Costa. 2013. xiii, 83 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) – Campus Universitário de Tucuruí, Universidade Federal do Pará, Tucuruí, 2013. Disponível em: http://bdm.ufpa.br/jspui/handle/prefix/485. Acesso em:. http://bdm.ufpa.br/jspui/handle/prefix/485 Acesso Aberto 1 CD-ROM
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description The resolution of problems involving nanostructures requires the use of numerical methods due to its mathematical complexity. Among the existing methods, one can cite the Finite Element Method (FEM) and the Method of Moments (MoM). In this work it will be performed an analysis of various nanoparticles, using the commercial software COMSOL Multiphysics 4.2a for solution of differential equations using the Finite Elements Method. In some cases, the solutions obtained are compared with a program developed in MatLab, using Method of Moments. In this way, the results are more convincing due to the comparison of the methods. Among the tests, we have the classic problem of the dipole and monopole transported to the nanometer scale, then the implementation of an optical transmission line (OTL) and finally the simulation of graphene composite structures. Simulations will analyze the main characteristics of the particles, ranging from the efficiency of transmission, reflection coefficient, input impedance, electric field and absorption cross section, thus having a good idea of the behavior of such antennas according to their geometry, thus being useful during the design of resonant structures.
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