פרוטוקול זה מתאר את הסימולציה, הייצור והאפיון של בולמי metamaterial THz. בולמים כאלה, כאשר יחד עם חיישן מתאים, יש יישומים בTHz הדמיה וספקטרוסקופיה.
מאמר שיטה
פרוטוקול זה מתאר את הסימולציה, הייצור והאפיון של בולמי metamaterial THz. בולמים כאלה, כאשר יחד עם חיישן מתאים, יש יישומים בTHz הדמיה וספקטרוסקופיה.
Metamaterials (MM), חומרים מלאכותיים מהונדסים בעלי תכונות שלא ניתן למצוא בטבע, נחקרו באופן נרחב מאז הפגנת 1 התיאורטית והניסיונית הראשונה 2 מתוך המאפיינים הייחודיים שלהם. MMS יכול לתת מענה לשליטה אלקטרומגנטית מאוד, ועד כה הוכח בכל מגוון טכנולוגיות רלוונטי רפאים כוללים 3 האופטיים, ליד IR 4, 5 אמצע IR, THz 6, מ"מ גל 7, 8 ו 9 מיקרוגל להקות רדיו. יישומים כוללים עדשות מושלמות 10, 11, 12 חיישני תקשורת, גלימות היעלמות 13 ומסננים 14,15. פתחנו לאחרונה להקה אחת 16, להקה כפולה 17 ומכשירי פס רחב 18 THz metamaterial בולם מסוגלים קליטה יותר מ 80% בשיא התהודה. הרעיון של בולם MM הוא especially חשוב בתדרי THz בם קשה למצוא בולמי THz סלקטיבית חזקים בתדר 19. בבולם MM THz הקרינה נספגה בעובי ~ λ/20, התגברות על מגבלת העובי של בולמי גל רבעון מסורתיים. בולמי MM להשאיל את עצמם באופן טבעי ליישומי זיהוי THz, כגון חיישנים תרמיים, ואם משולבים עם מקורות THz מתאימים (QCLs למשל), עלול להוביל למחיר קומפקטי, רגיש מאוד, נמוך, מערכות זמן אמת THz הדמיה.
פרוטוקול זה מתאר את הסימולציה, הייצור והאפיון של להקה אחת ובולמי MM THz פס רחב. המכשיר, המוצג באיור 1, מורכב מצלב מתכת ושכבת דיאלקטרי על גבי מטוס קרקע מתכת. המבנה בצורת צלב הוא דוגמה לטבעת מהוד חשמלית (ERR) 20,21 וזוגות חזקים לשדות חשמליים אחידים, אבל זניחה לשדה מגנטי. על ידי זיווג ERR עם מטוס לקרקע, הרכיב המגנטי של גל THz האירוע גורם נוכחי בסעיפים של ERR שמקבילים לכיוון של ה E-השדה. התגובה החשמלית ומגנטית אז יכולה להיות מכוונת באופן עצמאי והעכבה של המבנה להתאמה לשטח פנוי על ידי שינוי הגיאומטריה של ERR והמרחק בין שני יסודות המתכתיים. כפי שמוצג באיור 1 (ד), את הסימטריה של מבנה התוצאות בתגובת קליטת קיטוב חסרת רגישות.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. סימולציה של בולם יחיד נד THz metamaterial
תצוגת 3D של הגדרת הסימולציה מוצגת ב איור 2.
עומס ("Jove_sim"); # טוען את קובץ הסימולציה F = getdata ("r95", "ו"); # מקבל את נתוני השתקפות ונתונים בתדר מr95 לפקח R = הילוכים ("r95"); # R מגדיר כמטריצה המכילה את נתוני ההשתקפות = 1-R; # מחשב את הקליטה Fthz = f/1e12; # ממיר תדר לTHz עלילה (fthz,, R, "תדר (THz)", "קליט", "השתקפות"); נתונים # עלילה על גרף יחיד אגדה ("קליט", "השתקפות");
קובץ = "Jove_sim.csv"; נתונים # יצוא ליבוא להצטיין Rm (שם קובץ); # למחוק קובץ אם הוא כבר קיים למבדה = ג / ו; # ממיר תדר לתדר ל( i = 1: אורך (למבדה)) {
לכתוב (שם קובץ, num2str (f (i)) + "," + num2str (fthz (ט)) + "," + num2str (R (i)) + "," + num2str ((אני)) + " , ");
} # פלטי קובץ. Csv בפורמט עמודה של התדירות, השתקפות וקליטה
2. המצאה של בולם יחיד נד THz metamaterial
איור 3 מציג את שלבי הייצור החשובים ביותר.
3. אפיון של בולם יחיד נד THz metamaterial
איור 4 מציג את פריסת מכשיר FTIR הבסיסית.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
איור 5 (א) מראה שהושג בניסוי ומדומה ספקטרום הקליטה לבולם מ"מ עם 3.1 מיקרומטר עבה polyimide spacer דיאלקטרי. מבנה MM זה יש לחזור על תקופה של 27 מיקרומטר וממדי K = 26 מיקרומטר, L = 20 מיקרומטר, מ = 10 מיקרומטר ומיקרומטר N = 5. מדידות ניסיוניות בוצעו גם על דגימות ללא ERR שכבה כדי לאשר קליטה שהייתה תוצאה של המבנה ולא של MM דיאלקטרי. את 7.5 מיקרומטר עבה polyimide מדגם ללא ERR מבנה יש ספיגה מקסימלית של 5% על פני טווח התדר של עניין, ראה איור 5 (א), ובכך ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול זה מתאר את הסימולציה, הייצור והאפיון של בולמי metamaterial THz. זה מבנים תת גל כאלה הם חיוניים במדויק מדומים לפני כל מאמץ מחויב לנהלי ייצור יקרים. סימולציות FDTD Lumerical לספק מידע לא רק על ספקטרום ספיגת MM אלא גם את המיקום של הקליטה, ידע חיוני כדי לסייע למיקום של מתמר ולקבל את התגובה המקסימלי. בנוסף אלגוריתם אופטימיזציה בLumerical יכול להיות מיושם במהירות להקמת מבנה בולם מתאים לדמות מוגדרת מראש של כשרון (למשל עמדת תדירות, מקסימום קליט, מינימום קליט, וכו 'רו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אין ניגודי האינטרסים הכריזו.
עבודה זו נתמכת על ידי מספר מדעים הפיזיקליים מועצה למחקר מענק EP/I017461/1 הנדסה ו. אנו מבקשים גם להודות על התרומה בגילומו של צוות הטכני של מרכז Nanofabrication ואט ג'יימס.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| שם מגיב / חומרים | חברה | מספר קטלוגים | תגובות |
| Lumerical FDTD | Lumerical | ||
| פרוסות סיליקון | אי.די. בי טכנולוגיות | אחת צדדי מלוטש | |
| Plassys 450 MEB מאייד | Plassys Bestek | ||
| VM651 פריימר | דופון | ||
| PI2545 | דופון | ||
| קיטון התיל Isobutyl | סיגמה אולדריץ | ||
| Isopropanol | סיגמה אולדריץ | ||
| Plasmaprep5 חבית אשר | הגאלה Instrumente | ||
| סופר VB6 UHR EWF קרן אלקטרונים | Vistec | ||
| טאנר L-עריכה | טאנר בע"מ | ||
| Beamer פריסה | GenISys בע"מ | ||
| methacrylate polymethyl (PMMA) | סיגמה אולדריץ | 293261 סיגמה אולדריץ | |
| IFV 66v / s FTIR | ברוקר | ||
| יחידת השתקפות 30spec פייק | טכנולוגיות פייק | ||
| מ"כ קשת מנורה | ברוקר | ||
| Au מראה | מעבדות Thor | PF05-03-M01 | |
| יקה INM20 מיקרוסקופ אופטי | Microsystems היקה | ||
| Beamsplitter מיילר 6 מ"מ | ברוקר |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה