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应用潜力巨大!科学家基于高精度3D打印,打造出垂直U型环太赫兹超材料

前瞻网    2021-08-05 17:32

 

太赫兹超材料,以其前所未有的有效调制太赫兹波的能力而受到广泛关注。由于太赫兹超材料单元的微尺度特征尺寸,传统的太赫兹超材料制造主要依赖于微纳制造技术。然而,这种制造通常会需要多步骤和耗时的过程,以及昂贵的设备。

为了克服这些缺点,西安交大张留洋老师课题组的研究人员们使用投影微立体光刻3D打印,然后磁控溅射来额外制造太赫兹超材料。

应用潜力巨大!科学家基于高精度3D打印,打造出垂直U型环太赫兹超材料

研究人员以基于垂直U型环谐振器的三维太赫兹超材料为原型,证明了所提出的制造技术的简单性。他们采用高精度微纳3D打印设备nanoArch S130(BMF摩方精密)对模型进行加工,随后通过磁控溅射沉积镀金属膜赋予该结构功能性。

太赫兹时域光谱测量和仿真结果表明,3D打印吸波器在0.8 THz处有一个接近统一的窄带吸收峰(达到了96%的近一吸收)。研究人员通过耦合模和阻抗匹配理论以及谐振频率处的电磁场分布,明确了其吸收机理。

3D打印窄带吸收器在高效生物传感方面也显示出巨大的潜力。该研究选择了典型的乳糖和半乳糖粉末作为分析物来验证垂直U型环传感器的传感能力。

可以估计,3D打印为太赫兹超材料提供了一种轻松简单的制造方法,并阐明了其在多功能设计和制造功能太赫兹器件方面的可预见应用。目前,太赫兹技术已经在无损检测、生物医学、高速通信、安全检测等领域得到了广泛的应用。

上述研究成果以“3D-printed terahertz metamaterial absorber based on vertical split-ring resonator”为题,发表于《应用物理学杂志》(Journal of Applied Physics)上。

译/前瞻经济学人APP资讯组

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