Simulazione, fabbricazione e caratterizzazione di THz Assorbitori metamateriale
Summary
Questo protocollo descrive la fabbricazione, simulazione e caratterizzazione di THz assorbitori metamateriale. Tali assorbitori, quando accoppiato con un apposito sensore, avere applicazioni in imaging e spettroscopia THz.
Abstract
Metamateriali (MM), materiali artificiali progettati per avere le proprietà che non possono essere presenti in natura, sono stati ampiamente esplorato in quanto la prima dimostrazione teorica e sperimentale 1 2 di loro proprietà uniche. MM in grado di fornire una risposta elettromagnetico altamente controllabile, e fino ad oggi sono state dimostrate in ogni gamma tecnologicamente rilevante spettrale compresa l'ottica 3, vicino IR 4, metà IR 5, THz 6, mm-wave 7, 8 e forno a microonde radio 9 bande. Le applicazioni includono lenti perfette 10, 11, sensori di telecomunicazione 12, mantelli dell'invisibilità 13 e filtri 14,15. Abbiamo recentemente sviluppato singola banda 16, 17 e dual band banda larga 18 dispositivi assorbitori THz metamateriale grado di assorbimento superiore a 80% al picco di risonanza. Il concetto di un assorbitore MM è especially importante a frequenze THz in cui è difficile trovare forti frequenza ammortizzatori selettivi THz 19. Nel nostro assorbitore MM radiazione THz è assorbito in uno spessore di ~ λ/20, superando la limitazione spessore di assorbitori tradizionali quarto d'onda. Assorbitori MM naturalmente si prestano ad applicazioni di rilevazione THz, come i sensori termici, e, se integrato con fonti THz idonei (QCLs ad esempio), potrebbe portare a compatta, altamente sensibile, a basso costo, in tempo reale THz sistemi di imaging.
Introduction
Questo protocollo descrive la fabbricazione, simulazione e caratterizzazione di singola banda e banda larga assorbitori MM THz. Il dispositivo, illustrato nella figura 1, è costituito da una croce di metallo e uno strato dielettrico sulla sommità di un piano di massa di metallo. La struttura a croce è un esempio di un anello elettrico risonatore (ERR) 20,21 e coppie fortemente a campi elettrici uniformi, ma trascurabile ad un campo magnetico. Accoppiando la ERR con un piano di massa, il componente magnetico dell'onda incidente THz induce una corrente nelle sezioni della ERR che sono paralleli alla direzione del campo elettrico. La risposta elettrici e magnetici possono essere sintonizzate indipendentemente e l'impedenza della struttura corrispondente allo spazio libero variando la geometria del ERR e la distanza tra i due elementi metallici. Come mostrato nella Figura 1 (d), la simmetria dei risultati struttura in una risposta insensibile assorbimento polarizzazione.
Protocol
Representative Results
Discussion
Questo protocollo descrive la fabbricazione, simulazione e caratterizzazione di THz assorbitori metamateriale. E 'essenziale di tali sub-lunghezza d'onda strutture sono esattamente simulato prima di ogni sforzo si è impegnata a costose procedure di fabbricazione. Lumerical simulazioni FDTD fornire informazioni non solo sul spettro di assorbimento MM, ma anche la posizione del assorbimento, conoscenza essenziale per facilitare il posizionamento di un trasduttore e ottenere la risposta massima. Inoltre l'algo…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è supportato dal Dipartimento di Ingegneria e Scienze Fisiche Research Council numero di concessione EP/I017461/1. Desideriamo inoltre riconoscere il contributo svolto dal personale tecnico del Centro Nanofabrication James Watt.
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalogue Number | Comments |
| Lumerical FDTD | Lumerical | ||
| Silicon wafer | IDB technologies | Single sided polished | |
| Plassys 450 MEB evaporator | Plassys Bestek | ||
| VM651 Primer | Dupont | ||
| PI2545 | Dupont | ||
| Methyl Isobutyl Ketone | Sigma-Aldrich | ||
| Isopropanol | Sigma-Aldrich | ||
| Plasmaprep5 barrel Asher | Gala Instrumente | ||
| VB6 UHR EWF electron beam writer | Vistec | ||
| Tanner L-Edit | Tanner Inc. | ||
| Layout Beamer | GenISys Inc. | ||
| Polymethyl methacrylate (PMMA) | Sigma-Aldrich | 293261 Sigma-Aldrich | |
| IFV 66v/s FTIR | Bruker | ||
| Pike 30spec reflection unit | Pike Technologies | ||
| Hg arc lamp | Bruker | ||
| Au mirror | Thor Labs | PF05-03-M01 | |
| Leica INM20 Optical Microscope | Leica microsystems | ||
| 6 mm Mylar Beamsplitter | Bruker |
Riferimenti
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