Nanostrukturerade hybridmaterial (grafen/metall) för terahertzfrekvenskomponenter

Syfte och mål

Målet med detta projekt var design, tillverkning och karakterisering av strukturerade material med unika THz-optiska egenskaper för nya optiska element och sensorer. Vi har uppnått detta mål genom att utveckla en mätteknik som gör det möjligt att karakterisera de ledande egenskaperna hos grafen som en funktion av miljöförhållandena. Vi demonstrerade de unika THz-egenskaperna för 3D-metamaterial tillverkade med tillsatsstillverkningstekniker. De anisotropa egenskaperna, som observerats här för första gången, utgör basen för nya THz-optiska enheter och sensorer.

Resultat och förväntade effekter

De etablerade konduktiva egenskaperna hos grafen och dess beroende av de omgivande förhållandena är en utgångspunkt för att förstå hur konduktiviteten hos grafen kan skräddarsys. Dessutom är denna kunskap basen för sensorer som använder den förändrade konduktiviteten hos grafen som en avkänningsmekanism. Upptäckten av optisk anisotropi i 3D-metamaterial som bekvämt kan tillverkas med tillsatsstillverkningstekniker kommer att vara ett instrument för utformningen och tillverkningen av en ny klass THz-optiska material.

Upplägg och genomförande

Forskningen genomfördes i ett starkt samarbete mellan partnerinstitutionerna i Sverige (Terahertz Materials Analysis Center (THeMAC), Institutionen för fysik kemi och biologi, Linköpings Universitet) och USA (Institutionen för elektroteknik och datateknik, University of Nebraska-Lincoln; Institutionen för fysik och optisk vetenskap, University of NC i Charlotte). Genom detta samarbete kunde vi designa, syntetisera och karakterisera ett brett utbud av THz-material som möjliggör tillverkning av nya enheter och sensorer för THz-spektralsortimentet.