方框叠加双缺口圆结构太赫兹透射传输控制器制造技术

本发明专利技术公开了一种方框叠加双缺口圆结构太赫兹透射传输控制器。它包括太赫兹波输入端，太赫兹波透射输出端，4

【技术实现步骤摘要】
方框叠加双缺口圆结构太赫兹透射传输控制器


[0001]本专利技术涉及太赫兹
，尤其涉及一种方框叠加双缺口圆结构太赫兹透射传输控制器。

技术介绍

[0002]太赫兹一般指的是频率为0.1~10THz的电磁波，相应波长为0.03mm~3mm，位于微波和红外波段之间的电磁辐射。近些年来，随着太赫兹辐射的产生和探测技术的发展，太赫兹在生物大分子检测、生物化学传感方面有着很大的应用前景。
[0003]随着超材料技术的飞速发展，基于超材料的各种太赫兹波器件研发激起了科研人员的高度重视。已有报道的超材料太赫兹器件存在着太赫兹控制功能较单一、调控困难、结构器件结构复杂问题，极大限制了太赫兹控制器件的发展。研究发现通过将超材料与石墨烯、半导体材料、硫属化合物（GST）等材料构成复合超材料结构，可以实现多频段、多功能、灵活调控的太赫兹控制器，所以设计一种结构简单、灵活可调的太赫兹控制器具有十分重要的应用价值和实际意义。本专利技术针对上面太赫兹控制器件存在的问题，提出了一种将硫属化合物（GST）材料嵌入超材料金属缺口处，通过改变外部温度来控制硫属化合物的电导率，从而达到控制太赫兹透射传输强度的目的。这种太赫兹透射传输控制器具有结构简单，性能优越，调控灵活等优点，在太赫兹生物大分子检测、生物化学传感、无线通信等系统中具有广阔的应用价值。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种方框叠加双缺口圆结构太赫兹透射传输控制器。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：方框叠加双缺口圆结构太赫兹透射传输控制器包括太赫兹波输入端，太赫兹波透射输出端，4
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4个单元结构排列在与太赫兹波输入方向垂直的平面上，单元结构包括顶层金属方环层、中间聚酰亚胺层、双缺口圆结构层和石英材料衬底层；其中，双缺口圆结构层由两个带有开口的金属圆盘谐振器和硫属化合物(GST)填充槽组成。
[0005]上述方案中的各部件具体参数可采用如下优选方式：作为优选，所述的结构单元为长方形，长为100~120μm，宽为100~120μm。
[0006]作为优选，所述的两个带有开口的金属圆盘谐振器的材料为金属铜，半径20~25μm，缺口宽度为8~10μm，两个开口金属圆盘谐振器中心距离为50~60μm，厚度为500nm。
[0007]作为优选，所述的金属方环层的材料为铜，外边长为80~95μm, 环宽度8~12μm，高度为500nm。
[0008]作为优选，所述的中间聚酰亚胺层的长度和宽度均为100~120μm，高度为0.8~1μm。
[0009]作为优选，所述石英材料衬底层的长度和宽度均为100~120μm，高度20μm。
[0010]作为优选，所述的硫属化合物(GST)填充槽，宽度为8~10μm，厚度是500nm。
[0011]本专利技术的方框叠加双缺口圆盘太赫兹透射传输控制器具有结构简单，性能优越，
调控灵活等优点，在太赫兹生物大分子检测、生物化学传感、无线通信等系统中具有广阔的应用价值。
附图说明
[0012]图1是方框叠加双缺口圆结构太赫兹透射传输控制器结构示意图；图2是方框叠加双缺口圆结构太赫兹透射传输控制器单元示意图；图3是4
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4个方框叠加双缺口圆结构对应的太赫兹透射谱；图4是三种不同温度下4
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4个方框叠加双缺口圆结构对应的太赫兹透射谱。
[0013]图5 是在室温度下，频率为1.04THz 的太赫兹波垂直入射于4
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4个方框叠加双缺口圆结构时产生的电流图（a）和电场能量图（b）。
[0014]图6 是硫属化合物填充槽的材料没有硫属化合物填充改为空气，在温度为50℃、100℃时，4
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4个方框叠加双缺口圆结构的太赫兹透射谱。
具体实施方式
[0015]图1所示为方框叠加双缺口圆结构太赫兹透射传输控制器结构示意图，图2是方框叠加双缺口圆结构太赫兹透射传输控制器单元示意图。太赫兹波从输入端1，太赫兹波透射输出端2，4
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4个单元结构3排列在与太赫兹波输入方向垂直的平面上，单元结构3包括顶层金属方环层4、中间聚酰亚胺层5、双缺口圆结构层6和石英材料衬底层7；其中，双缺口圆结构层6由两个带有开口的金属圆盘谐振器8和硫属化合物(GST)填充槽9组成。
[0016]在该方框叠加双缺口圆结构太赫兹透射传输控制器中，各部件的材料和参数可采用如下方式：所述的结构单元3为长方形，长为100~120μm，宽为100~120μm。所述的两个带有开口的金属圆盘谐振器8的材料为金属铜，半径20~25μm，缺口宽度为8~10μm，两个开口金属圆盘谐振器中心距离为50~60μm，厚度为500nm。所述的金属方环层4的材料为铜，外边长为80~95μm, 环宽度8~12μm，高度为500nm。所述的中间聚酰亚胺层5的长度和宽度均为100~120μm，高度为0.8~1μm。所述石英材料衬底层7的长度和宽度均为100~120μm，高度20μm。所述的硫属化合物(GST)填充槽9，宽度为8~10μm，厚度是500nm。
[0017]下面基于该方框叠加双缺口圆结构太赫兹透射传输控制器，通过实施例说明其具体技术效果。
[0018]实施例1本实施例中，方框叠加双缺口圆结构太赫兹透射传输控制器的结构和各部件形状如上所述，因此不再赘述。但各部件的具体参数如下：4
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4个单元结构3排列在与太赫兹波输入方向垂直的平面上，结构单元3为长方形，长为120μm，宽为100μm。两个带有开口的金属圆盘谐振器8的材料为金属铜，半径25μm，缺口宽度为10μm，两个开口金属圆盘谐振器中心距离为50μm，厚度为500nm。金属方环层4的材料为铜，外边长为90μm, 环宽度10μm，高度为500nm。中间聚酰亚胺层5的长度和宽度均为100μm，高度为1μm。石英材料衬底层7的长度和宽度均为100μm，高度20μm。硫属化合物(GST)填充槽9，宽度为10μm，厚度是500nm。
[0019]太赫兹波信号从输入端1输入，通过方框叠加双缺口圆结构太赫兹透射传输控制
器作用，从太赫兹波输出端2输出。为了验证本专利技术的方框叠加双缺口圆结构太赫兹透射传输控制器功能，利用CST STUDIO SUITE 2019软件进行计算，获得室温下太赫兹波透射曲线如图3所示，在频率为0.84THz和1.19THz两处形成了两个太赫兹陷波谷，同时在频率1.04THz处实现了一个透射率为92.8%的窄带滤波带通峰。随着外部温度改变，硫属化合物(GST)填充槽9处填充的硫属化合物(GST)电导率发生改变，在温度50℃时，硫属化合物(GST)处于非晶态，对于频率1.04THz处的太赫兹波透射率影响不大。当温度上升到100℃，硫属化合物(GST)逐渐向晶态过渡，在频率1.04THz处的太赫兹波透射率逐渐降低，达到67%。随着温度上升到160℃时，硫属化合物(GST)处于晶态，频率1.04本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方框叠加双缺口圆结构太赫兹透射传输控制器，它包括太赫兹波输入端（1），太赫兹波透射输出端（2），4
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4个单元结构（3）排列在与太赫兹波输入方向垂直的平面上，单元结构（3）包括顶层金属方环层（4）、中间聚酰亚胺层（5）、双缺口圆结构层（6）和石英材料衬底层（7）；其中，双缺口圆结构层（6）由两个带有开口的金属圆盘谐振器（8）和硫属化合物(GST)填充槽（9）组成。2.根据权利要求1所述的一种方框叠加双缺口圆结构太赫兹透射传输控制器，其特征在于所述的结构单元（3）为长方形，长为100~120μm，宽为100~120μm。3.根据权利要求1所述的一种方框叠加双缺口圆结构太赫兹透射传输控制器，其特征在于所述的两个带有开口的金属圆盘谐振器（8）的材料为金属铜，半径20~25μm，缺口宽度为8~10...

【专利技术属性】
技术研发人员：李九生，杨丽晶，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：