基于人工电磁材料的微流控集成传感器研究
发布时间：2022-12-10 12:35
人工电磁材料是一种有着自然材料所不具备的超常物理性质的人造复合结构或复合材料。它将人造结构单元以一种特定的方法排列,以形成具有特殊电磁特性的人工结构材料。人工电磁材料也被称作为超材料,拥有自然界原有材料所没有的全新物理性质。人工电磁材料表面结构有一个独特的优点,它能够根据结构尺寸在任何频率上支持共振,并且这些共振响应会根据它们的表面有效折射率的变化产生效应,因此人工电磁材料可以非常广泛地应用于超透镜、慢光效应、电磁隐身、亚波长分辨率成像以及空间通信及探测技术。本论文通过对人工电磁材料的一系列参数进行调控,使得其电磁效应可调谐,并对所产生的电磁效应进行系统的研究分析,设计了一种新型的基于人工结构电磁材料的微流控集成传感器MAIM（metamaterial absorber integrated microfluidic）,该传感器能够通过将分析物的折射率（RI）变化转换为输出光谱中的共振峰的频移来检测液体分析物,并在太赫兹波长范围内进行验证。本论文的主要内容包括:（1）综述人工结构电磁材料国内和国外的发展近况,以及与人工电磁材料相结合的微流技术光学传感器的研究发展;（2）介绍太赫兹频域人...
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
2 人工电磁材料研究进展
2.1 人工电磁材料国内外研究概况
2.2 两种经典人工电磁材料
2.2.1 有效介质人工电磁材料
2.2.2 等离子体人工电磁材料
2.3 人工电磁材料的设计方法
2.3.1 共振法
2.3.2 传输线方法
2.3.3 混合法
2.4 人工电磁材料的制造工艺
2.4.1 光刻技术
2.4.2 阴影掩膜光刻
2.4.3 软光刻技术
2.4.4 磁控溅射镀膜技术
2.5 本章小结
3 人工电磁材料集成微流控技术的传感器设计
3.1 引言
3.2 微流体传感器的性能检测参数
3.3 基于不同衬底的人工电磁材料集成微流通道传感器
3.3.1 基于刚性衬底的人工电磁材料集成微流通道传感器
3.3.2 基于柔性衬底的人工电磁材料集成微流通道传感器
3.4 本章小结
4 太赫兹波段人工电磁材料集成微流通道光学传感器设计与研究
4.1 引言
4.2 人工电磁材料吸波器集成微流通道光学传感器的设计
4.2.1 传感器中人工电磁材料吸波器设计原理
4.2.2 传感器中微流通道设计原理
4.3 人工电磁材料吸波器集成微流通道光学传感器的仿真及结果讨论
4.3.1 有限元仿真软件介绍
4.3.2 人工电磁材料吸波器集成微流通道光学传感器的仿真
4.3.3 人工电磁材料吸波器集成微流通道光学传感器的传感特性研究
4.4 人工电磁材料吸波器集成微流通道光学传感器的样品制备
4.5 本章小结
5 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
附录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]太赫兹及红外吸波超材料研究进展[J]. 杨竞帆,屈绍波,庞永强,徐翠莲. 红外技术. 2017(04)
[2]基于Au/VO2纳米结构的可调控红外吸收器设计[J]. 伍征义,李毅,陈培祖,蒋蔚,徐婷婷,刘志敏,张娇,方宝英,王晓华,肖寒. 红外与毫米波学报. 2016(06)
[3]基于超材料的太赫兹波吸波材料[J]. 刘毅,彭晓昱,王作斌,董家蒙,魏东山,崔洪亮,杜春雷. 红外技术. 2015(09)
[4]反应溅射镀膜技术与离子镀技术的异同[J]. 韩旭,朱琳,董群,于海. 装备制造技术. 2015(01)
[5]纳米铝膜等效介电常数和磁导率的有限元模拟[J]. 樊志良,刘志敏,郑峰. 中国有色金属学报. 2010(09)
[6]微通道反应器在微-纳米材料合成中的应用研究进展[J]. 鞠景喜,曾昌凤,张利雄,徐南平. 化工进展. 2006(02)
博士论文
[1]特异介质中磁环偶极子的研究[D]. 李杰.东南大学 2017
[2]太赫兹人工电磁材料的共振特性及应用研究[D]. 王威.华中科技大学 2017
[3]基于太赫兹时域谱技术的有机分子溶液检测与分析研究[D]. 李向军.浙江大学 2011
硕士论文
[1]聚合物集成波导折射率传感器研究[D]. 沈学可.东南大学 2016
[2]新型太赫兹空芯波导研究[D]. 周定安.北京交通大学 2014
本文编号：3716758
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
2 人工电磁材料研究进展
2.1 人工电磁材料国内外研究概况
2.2 两种经典人工电磁材料
2.2.1 有效介质人工电磁材料
2.2.2 等离子体人工电磁材料
2.3 人工电磁材料的设计方法
2.3.1 共振法
2.3.2 传输线方法
2.3.3 混合法
2.4 人工电磁材料的制造工艺
2.4.1 光刻技术
2.4.2 阴影掩膜光刻
2.4.3 软光刻技术
2.4.4 磁控溅射镀膜技术
2.5 本章小结
3 人工电磁材料集成微流控技术的传感器设计
3.1 引言
3.2 微流体传感器的性能检测参数
3.3 基于不同衬底的人工电磁材料集成微流通道传感器
3.3.1 基于刚性衬底的人工电磁材料集成微流通道传感器
3.3.2 基于柔性衬底的人工电磁材料集成微流通道传感器
3.4 本章小结
4 太赫兹波段人工电磁材料集成微流通道光学传感器设计与研究
4.1 引言
4.2 人工电磁材料吸波器集成微流通道光学传感器的设计
4.2.1 传感器中人工电磁材料吸波器设计原理
4.2.2 传感器中微流通道设计原理
4.3 人工电磁材料吸波器集成微流通道光学传感器的仿真及结果讨论
4.3.1 有限元仿真软件介绍
4.3.2 人工电磁材料吸波器集成微流通道光学传感器的仿真
4.3.3 人工电磁材料吸波器集成微流通道光学传感器的传感特性研究
4.4 人工电磁材料吸波器集成微流通道光学传感器的样品制备
4.5 本章小结
5 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
附录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]太赫兹及红外吸波超材料研究进展[J]. 杨竞帆,屈绍波,庞永强,徐翠莲. 红外技术. 2017(04)
[2]基于Au/VO2纳米结构的可调控红外吸收器设计[J]. 伍征义,李毅,陈培祖,蒋蔚,徐婷婷,刘志敏,张娇,方宝英,王晓华,肖寒. 红外与毫米波学报. 2016(06)
[3]基于超材料的太赫兹波吸波材料[J]. 刘毅,彭晓昱,王作斌,董家蒙,魏东山,崔洪亮,杜春雷. 红外技术. 2015(09)
[4]反应溅射镀膜技术与离子镀技术的异同[J]. 韩旭,朱琳,董群,于海. 装备制造技术. 2015(01)
[5]纳米铝膜等效介电常数和磁导率的有限元模拟[J]. 樊志良,刘志敏,郑峰. 中国有色金属学报. 2010(09)
[6]微通道反应器在微-纳米材料合成中的应用研究进展[J]. 鞠景喜,曾昌凤,张利雄,徐南平. 化工进展. 2006(02)
博士论文
[1]特异介质中磁环偶极子的研究[D]. 李杰.东南大学 2017
[2]太赫兹人工电磁材料的共振特性及应用研究[D]. 王威.华中科技大学 2017
[3]基于太赫兹时域谱技术的有机分子溶液检测与分析研究[D]. 李向军.浙江大学 2011
硕士论文
[1]聚合物集成波导折射率传感器研究[D]. 沈学可.东南大学 2016
[2]新型太赫兹空芯波导研究[D]. 周定安.北京交通大学 2014
本文编号：3716758
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