| Περίληψη |
Τα μεταϋλικά είναι τεχνητά σχεδιασμένα υλικά που μπορούν να ενισχύσουν τα χαρακτηριστικά της φύσης και να παρέχουν ασυνήθιστες ιδιότητες σε ποικίλα πεδία. Μία από τις σημαντικότερες κατηγορίες μεταϋλικών είναι τα ηλεκτρομαγνητικά, όπου η συγκεκριμένη αρχιτεκτονική του μέτα-ατόμου μπορεί να χειραγωγήσει το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο σε βαθμωτές συχνότητες και μήκη κύματος. Στην παρούσα εργασία η μελέτη επικεντρώνεται στα χαμηλά πεδία THz (0.1-10 THz), που είναι μία σημαντική μπάντα συχνοτήτων από τη στιγμή που δεν υπάρχουν γνωστά φυσικά υλικά που μπορούν να αλληλοεπιδράσουν με ηλεκτρομαγνητικά κύματα σε αυτή τη βαθμίδα μήκους κύματος, γνωστό και ως κενό THz. Για αυτό το λόγο, είναι υψηλού ενδιαφέροντος να βρεθούν τρόποι να χειραγωγηθεί το φως σε αυτές τις συχνότητες, ώστε να αναπτυχθεί και να επεκταθεί η τεχνολογία THz σε εφαρμογές αισθητήρων και τηλεπικοινωνιών.
Για να επιτευχθεί η χειραγώγηση των χαμηλών THz συχνοτήτων, τα μέτα-άτομα πρέπει να βελτιστοποιηθούν ώστε να ενισχυθεί η ηλεκτρομαγνητική απόκριση σε αυτήν την περιοχή. Έτσι, είναι κρίσιμη για τη μελέτη και την ανάπτυξη των μεταϋλικών να χρησιμοποιηθούν προσομοιώσεις. Για τις προσομοιώσεις, η Πεπερασμένων Διαφορών Χρονικού Πεδίου μέθοδος χρησιμοποιήθηκε που έχει δειχθεί ότι είναι μία από τις πιο ακριβής υπολογιστικές μεθόδους για ηλεκτρομαγνητική έρευνα. Για την κατασκευή των μεταϋλικών, ο Δι-Φωτονικός Πολυμερισμός (ΔΦΠ) χρησιμοποιήθηκε ώστε να παρέχει την υψηλή ακρίβεια που αυτή η περιοχή συχνοτήτων απαιτεί και την ικανότητα της κατασκευής διηλεκτρικών και μεταλλο-διηλεκτρικών δομών. Θεωρητικά μοντέλα κλασικών Χωρισμένων Δαχτυλιδιών Συντονιστών (ΧΔΣ) σε σχήμα σταυρού αναπτύχθηκαν για να εξηγηθεί η επίδραση σπασμένων συμμετριών στα ηλεκτρομαγνητικά μεταϋλικά και ως εισαγωγή στην κύρια μελέτη που είναι η κατασκευή και ο χαρακτηρισμός ενός καινοτόμου μη-συμμετρικού στύλου ΧΔΣ που παρέχει Ηλεκτρομαγνητικά Προκαλούμενη Διαφάνεια (ΗΠΔ) στην μπάντα συχνοτήτων των 2 THz. Η όλη περίπλοκη και απαιτητική διαδικασία, από την σύνθεση του φωτο-ευαίσθητου υλικού μέχρι τον τελικό χαρακτηρισμό του δείγματος τονίζεται μέσα από την παρούσα εργασία.
Επιπλέον, το τελευταίο μέρος της εργασίας επικεντρώνεται σε μερικές από τις εφαρμογές όπου τα μεταϋλικά και ο ΔΦΠ συνδυασμένα μπορούν να παρέχουν, κάνοντας την μετάβαση από το εικονικό περιβάλλον των προσομοιώσεων στο πραγματικό με έναν ευθύ τρόπο, για ποικίλες μπάντες συχνοτήτων.
|
Fabrication of 3D low THz metamaterials via 2-photon polymerization
