mireabulletinRussian Technological JournalRussian Technological Journal2782-32102500-316XRTU MIREA10.32362/2500-316X-2020-8-6-109-120mireabulletin-262Research ArticleМИКРО- И НАНОЭЛЕКТРОНИКА. ФИЗИКА КОНДЕНСИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯMICRO- AND NANOELECTRONICS. CONDENSED MATTER PHYSICSМоделирование наноантенн для их дальнейшего применения в качестве устройств приема-передачи данных на 3D-интегральных схемахNanoantenna modelling for their further use as data transmitter-receiver devices on 3-d integral circuitshttps://orcid.org/0000-0002-9248-0130СеровД. А.SerovD. A.

Серов Дмитрий Алексеевич, инженер Инжинирингового центра мобильных решений ФГБОУ ВО «МИРЭА – Российский технологический университет»

119454, Москва, пр-т Вернадского, д. 78

Dmitry A. Serov, Engineer, Engineering Center for Mobile Solutions

78, Vernadskogo pr., Moscow 119454

d.serov589@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-2688-0897ПершинаХ. В.PershinaK. V.

Першина Христина Валерьевна, лаборант Инжинирингового центра мобильных решений ФГБОУ ВО «МИРЭА – Российский технологический университет»

119454, Москва, пр-т Вернадского, д. 78

Khristina V. Pershina, Laboratory Assistant, Engineering Center for Mobile Solutions

78, Vernadskogo pr., Moscow 119454

https://orcid.org/0000-0002-8668-0929БурдинаИ. В.BurdinaI. V.

Бурдина Ирина Владимировна, лаборант Инжинирингового центра мобильных решений ФГБОУ ВО «МИРЭА – Российский технологический университет»

119454, Москва, пр-т Вернадского, д. 78

Irina V. Burdina, Laboratory Assistant, Engineering Center for Mobile Solutions

78, Vernadskogo pr., Moscow 119454

МИРЭА – Российский технологический университетРоссияMIREA – Russian Technological UniversityRussian Federation20201812202086109120Copyright © Серов Д.А., Першина Х.В., Бурдина И.В., 20202020Серов Д.А., Першина Х.В., Бурдина И.В.Serov D.A., Pershina K.V., Burdina I.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rtj-mirea.ru/jour/article/view/262

В статье описано применение оптических нанокомпонентов для использования в компьютерных и информационных системах. На основе анализа выявлено, что усовершенствование существующих нанокомпонентов позволит реализовать их полный потенциал. Это касается и наноантенн, которые могут найти применение в области создания линий связи на платах устройств в качестве приборов приема-передачи данных. Наноантенны являются перспективными устройствами, которые успешно применяются в современных устройствах микроскопии. Однако с недавних пор оптические антенны начали внедрять в приборы, используемые и в других сферах жизни человека. В результате применение данной технологии может привести к увеличению скорости и объема передачи данных между компонентами интегральной схемы, что, в свою очередь, повысит качество и скорость проведения расчетов при сложных вычислениях. Предложена технология моделирования, а также проведены расчеты необходимых геометрических параметров, которые будут подходить под заданные данной работой цели. На основе предложенной технологии разработаны четыре модели наноантенн, отвечающие необходимым требованиям. Две из них реализованы на основе ранее предложенных аналогов антенн – «галстук-бабочка» и С-антенна, две другие являются оригинальными разработками. Проведены расчеты созданных трехмерных моделей наноантенн. Рассмотрена модификация одной из оптических антенн для изучения влияния изменения общих геометрических размеров на ее передаточные характеристики. В результате исследования выявлена модель, имеющая наиболее сбалансированные параметры, подходящие для ее дальнейшего применения в качестве основного устройства приема-передачи данных в трехмерных интегральных схемах.

This article describes the application of optical nanocomponents for their further use in computer and information systems. it was revealed It was found on the basis of the analysis that the improvement of existing nanocomponents will allow to realize their full potential, as well as to find the use of nanoantennas in the field of creating communication lines on device boards as devices for receiving and transmitting data. Nanoantennas are promising devices that are already successfully used in modern microscopy devices. However, recently, optical antennas have begun to be applied in devices used in other areas of human life. As a result, the use of this technology can lead to an increase in the speed and volume of data transfer between the components of the integrated circuit. This, in turn, will increase the quality and speed of calculations in complex equations. A modeling technology has been proposed, and calculations of the necessary geometric parameters have been made, which will be suitable for the goals set by this work. On the basis of the proposed technology, four models that meet the required parameters have been developed. Calculations of the created three-dimensional models of nanoantennas have been performed. As a result of the study, a model has been identified that has the most balanced parameters suitable for its further use as the main device for receiving and transmitting data on three-dimensional integrated circuits.

оптические нанокомпонентынаноантенныприборы приема-передачи данныхпередача сигналаразработка моделейдиаграмма направленности антенныoptical nanocomponentsnanoantennasdevices for receiving and transmitting datasignal transmissionmodel developmentantenna directivity patternРабота выполнялась в рамках проведения конкурса «Инновации в реализации приоритетных направлений развития науки и технологий».ReferencesPetronijevic E., Centini M., Cesca T., Mattei G., Bovino F.A., Sibilia C. Control of Au nano-antenna emission enhancement of magnetic dipolar emitters by means of VO2 phase change layers. Opt. Express. 2019;27(17):2460-24273. https://doi.org/10.1364/OE.27.024260Petronijevic E., Centini M., Cesca T., Mattei G., Bovino F.A., Sibilia C. Control of Au nano-antenna emission enhancement of magnetic dipolar emitters by means of VO2 phase change layers. Opt. Express. 2019;27(17):2460-24273. https://doi.org/10.1364/OE.27.024260Chen P.Y., Argyropoulos C., D’Aguanno G., Alù A. Enhanced second-harmonic generation by metasurface nanomixer and nanocavity. ACS Photonics. 2015;2(8):1000-1006. https://doi.org/10.1021/acsphotonics.5b00205Chen P.Y., Argyropoulos C., D’Aguanno G., Alù A. Enhanced second-harmonic generation by metasurface nanomixer and nanocavity. ACS Photonics. 2015;2(8):1000-1006. https://doi.org/10.1021/acsphotonics.5b00205Sikdar D., Rukhlenko I.D., Cheng W., Premaratne M. Optimized gold nanoshell ensembles for biomedical applications. Nanoscale Res. Lett. 2013;8(1):142. https://doi.org/10.1186/1556-276X-8-142Sikdar D., Rukhlenko I.D., Cheng W., Premaratne M. Optimized gold nanoshell ensembles for biomedical applications. Nanoscale Res. Lett. 2013;8(1):142. https://doi.org/10.1186/1556-276X-8-142Ni X.J., Emani N.K., Kildishev A.V., Boltasseva A., Shalaev V.M. Broadband light bending with plasmonic nanoantennas. Science. 2012;335(6067):427. https://doi.org/10.1126/science.1214686Ni X.J., Emani N.K., Kildishev A.V., Boltasseva A., Shalaev V.M. Broadband light bending with plasmonic nanoantennas. Science. 2012;335(6067):427. https://doi.org/10.1126/science.1214686Curto A.G., Volpe G., Taminiau T.H., Kreuzer M.P., Quidant R., Van Hulst N.F. Unidirectional emission of a quantum dot coupled to a nanoantenna. Science. 2010;329(5994):930–933. https://doi.org/10.1126/science.1191922Curto A.G., Volpe G., Taminiau T.H., Kreuzer M.P., Quidant R., Van Hulst N.F. Unidirectional emission of a quantum dot coupled to a nanoantenna. Science. 2010;329(5994):930-933. https://doi.org/10.1126/science.1191922Sugumaran S., Jamlos M.F., Ahmad M.N., Bellan C.S., Sivaraj M., Krishnan P. Nanoantenna Based Wireless Communication for Cancer Tumour Detection-An Overview. In: Proc. IEEE 3rd International conference on electronics and communication systems (ICECS 2016). P. 1111-1114.Sugumaran S., Jamlos M.F., Ahmad M.N., Bellan C.S., Sivaraj M., Krishnan P. Nanoantenna Based Wireless Communication for Cancer Tumour Detection-An Overview. In: Proc. IEEE 3rd International conference on electronics and communication systems (ICECS 2016). P. 1111-1114.Zang F., Su Z., Zhou L., Konduru K., Kaplan G., Chou S.Y. Ultra-sensitive Ebola virus antigen sensing via 3D nanoantenna arrays. Advanced Materials. 2019;31(30):1902331. https://doi.org/10.1002/adma.201902331Zang F., Su Z., Zhou L., Konduru K., Kaplan G., Chou S.Y. Ultra-sensitive Ebola virus antigen sensing via 3D nanoantenna arrays. Advanced Materials. 2019;31(30):1902331. https://doi.org/10.1002/adma.201902331Писаренко А.В., Витряк Е.А., Павлючин Т.А. Организация скоростной передачи данных в современных программируемых логических интегральных схемах. Радіоелектронні і комп’ютерні системи. 2013;1(60):54-57.Pisarenko A.V., Vitriak E.A., Pavliuchyn T.O. Organization of high-speed data transfeer in modern field-programmable gate arrays. Radio electronic and computer systems. 2013;1(60):54-57 (in Russ.).Bazgir M., Zarrabi F.B. A switchable split ring resonator nanoantenna design with organic material composite as a refractive index sensor. Opt. Commun. 2020;475:126211. https://doi.org/10.1016/j.optcom.2020.126211Bazgir M., Zarrabi F.B. A switchable split ring resonator nanoantenna design with organic material composite as a refractive index sensor. Opt. Commun. 2020;475:126211. https://doi.org/10.1016/j.optcom.2020.126211Campbell S.D., Whiting E.B., Werner P.L., Werner D.H., Zhu D.Z. Three-dimensional Nanoantenna Inverse-design. In: Proceedings 2019 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation and USNC-URSI Radio Science Meeting. 2019. https://doi.org/10.1109/APUSNCURSINRSM.2019.8889257Campbell S.D., Whiting E.B., Werner P.L., Werner D.H., Zhu D.Z. Three-dimensional Nanoantenna Inverse-design. In: Proceedings 2019 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation and USNC-URSI Radio Science Meeting. 2019. https://doi.org/10.1109/APUSNCURSINRSM.2019.8889257Shirzadian M., Rashed-Mohassel J., Naser-Moghaddasi M., Khatir M. Design of a wideband microstrip nanoantenna array. Opt. Quant. Electron. 2019;51(5):132. https://doi.org/10.1007/s11082-019-1852-6Shirzadian M., Rashed-Mohassel J., Naser-Moghaddasi M., Khatir M. Design of a wideband microstrip nanoantenna array. Opt. Quant. Electron. 2019;51(5):132. https://doi.org/10.1007/s11082-019-1852-6https://mcs.mail.ru/blog/nanoantenny-dlya-sverhbystryhhttps://mcs.mail.ru/blog/nanoantenny-dlya-sverhbystryhБанков С.Е., Курушин А.А., Разевиг В.Д. Анализ и оптимизация СВЧ-структур с помощью HFSS. Серия «Системы проектирования». М.: Солон-Пресс; 2012. С. 29-31.Bankov S.E., Kurushin A.A., Razevig V.D. Analiz i optimizatsiya SVCh-struktur s pomoshch'yu HFSS. Seriya «Sistemy proektirovaniya» (Analysis and optimization of microwave structures using HFSS. Series «Design systems». Moscow: Solon-Press; 2012. P. 29-31 (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.