Fabricação de simulação, e Caracterização de THz Absorvedores de metamateriais
Summary
Este protocolo descreve a simulação, fabricação e caracterização de absorvedores metamaterial THz. Tais absorventes, quando acoplado com um sensor apropriado, ter aplicações em imagiologia THz e espectroscopia.
Abstract
Metamateriais (MM), os materiais artificiais modificados para ter propriedades que não podem ser encontrados na natureza, têm sido amplamente explorados desde a primeira demonstração de uma teórica e experimental 2 às suas propriedades únicas. MMS pode dar uma resposta eletromagnética altamente controlável, e até à data tem sido demonstrado em cada faixa espectral tecnologicamente relevantes, incluindo o 3 óptico, perto IR 4, meados IR 5, 6 THz, mm-wave 7, 8 e microondas de rádio 9 bandas. As aplicações incluem lentes perfeitas 10, sensores de 11, telecomunicações 12, 13 mantos da invisibilidade e filtros 14,15. Desenvolvemos recentemente única banda 16, 17 e de banda dupla de banda larga 18 THz dispositivos absorvedores metamaterial capazes de absorção superior a 80% no pico de ressonância. O conceito de um absorvedor de MM é especially importante nas freqüências de THz, onde é difícil encontrar fortes freqüência seletiva amortecedores THz 19. No nosso MM absorvedor da radiação THz é absorvido por uma espessura de ~ λ/20, superando as limitações da espessura de absorventes de comprimento de onda tradicionais trimestre. Absorvedores MM naturalmente se prestam a aplicações de detecção de THz, tais como sensores térmicos, e se integrado com fontes adequadas de THz (por exemplo QCLs), pode levar a compacta, altamente sensível, de baixo custo, em tempo real, sistemas de THz imagem.
Introduction
Este protocolo descreve a simulação, fabricação e caracterização de banda única e absorvedores de banda larga MM THz. O dispositivo, mostrado na Figura 1, consiste de uma cruz de metal e uma camada dieléctrica no topo de uma placa de massa de metal. A estrutura em forma de cruz é um exemplo de um anel eléctrico ressonador (ERR) 20,21 e casais fortemente a campos eléctricos uniformes, mas de forma insignificante a um campo magnético. Por emparelhamento a ERR com um plano de massa, o componente magnético da onda incidente THz induz uma corrente nas secções do ERR, que são paralelas à direcção do campo E. A resposta eléctrico e magnético pode então ser ajustado de forma independente e a impedância da estrutura correspondente ao espaço livre através da variação da geometria do ERR e que a distância entre os dois elementos metálicos. Como mostrado na Figura 1 (d), a simetria das estrutura resulta uma resposta absorção polarização insensível.
Protocol
Representative Results
Discussion
Este protocolo descreve a simulação, fabricação e caracterização de absorvedores metamaterial THz. É essenciais tais sub-comprimento de onda estruturas são simuladas com precisão antes de qualquer esforço está empenhada em procedimentos de fabricação caros. Lumerical simulações FDTD fornecer informações não só sobre o espectro de absorção de MM, mas também o local da absorção, o conhecimento essencial para auxiliar a colocação de um transdutor e de obter a resposta máxima. Além disso, o algor…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabalho é apoiado pela Engenharia e Ciências Físicas Research Council número de concessão EP/I017461/1. Gostaríamos também de agradecer a contribuição jogado pela equipe técnica do Centro de Nanofabricação 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 |
References
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