基于Mie谐振的太赫兹超材料传感器研究

发布时间：2023-06-10 13:56

　　太赫兹,是指频率为0.1-10 THz,波长为0.03-3 mm,介于微波和红外之间的电磁波。近几年,随着对太赫兹波特性的探索,使其在生物医学、传感等方面有着潜在的应用。超材料是一种人工构造的电磁材料或结构,具有天然材料所没有的超常物理特性。超材料的出现为太赫兹器件研发提供了新思路,它们两者优良特性的结合引起了太赫兹超材料传感应用的广泛关注。论文主要研究了一种基于Mie谐振的太赫兹超材料传感器,通过电磁仿真软件CST来进行仿真设计,并进行实验制备。第一部分研究了超材料表面无任何待检测分析物,当太赫兹波通过它时,利用反射系数与频率的函数关系图来表征该传感器的传感性能。超材料传感器的基本单元由直径为170微米,周期为200微米的硅圆柱构成,其厚度为28微米。第二部分研究了在超材料表面覆盖待测分析物,改变分析物的厚度以及折射率n的值,并且利用反射系数与频率的函数关系图来表征该传感器的传感性能。待测分析物用的是的光阻材料,折射率n的值分别为1、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0,厚度从0.5微米依次增大至70微米。先使用较薄的分析物覆盖在超材料表面,厚度从0.5微米逐渐增加至20微米,当n...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 太赫兹科学及其技术简介
    1.3 太赫兹波段的传感原理及应用
    1.4 本章小结
2 太赫兹超材料的研究及应用
    2.1 超材料的基本性质
    2.2 超材料的发展及应用
    2.3 太赫兹超材料的研究及应用
        2.3.1 太赫兹超材料薄膜传感
        2.3.2 太赫兹超材料分子检测
        2.3.3 太赫兹超材料生物分子检测与传感
    2.4 本章小结
3 基于Mie谐振超表面结构的设计与研究
    3.1 引言
    3.2 基于Mie谐振超表面的结构设计
    3.3 介电粒子的Mie谐振
    3.4 无待测分析物时超表面传感特性研究
    3.5 本章小结
4 基于Mie谐振的太赫兹传感器研究
    4.1 引言
    4.2 超表面谐振频率变化及传感性能研究
    4.3 太赫兹波入射角度对超表面传感性能的影响
    4.4 本章小结
5 基于Mie谐振的太赫兹传感器制备工艺研究
    5.1 引言
    5.2 二氧化硅薄膜的生长
    5.3 磁控溅射法淀积金属膜
    5.4 光刻技术图形转移
    5.5 电感耦合等离子体刻蚀
    5.6 本章小结
6 总结与展望
参考文献
致谢
附录



本文编号：3832981