::: reklama@pbprog.kz
::: editor@pbprog.kz
::: webmaster@pbprog.kz
Микроскопические пружины превратили хрупкий кремний в гибкий метаматериал
Исследователи из Осакского научно-исследовательского института промышленных наук и технологий (ORIST) в сотрудничестве с Университетом Осаки и Университетом Тохоку разработали гибкий и растягивающийся кремниевый материал, чувствительность которого к терагерцовым волнам можно регулировать механически. Вытравив в кремнии микроскопические спиральные пружины, ученые сделали хрупкий материал гибким и растягивающимся.
Терагерцовые волны, частота которых находится в диапазоне между микроволнами и светом, могут использоваться для контроля материалов и в будущих системах беспроводной связи. Кремний используется для изготовления оптических компонентов с малыми потерями в терагерцовом диапазоне. Однако эти компоненты жесткие и могут легко сломаться при механическом воздействии.
Используя технологии изготовления микроэлектромеханических систем (МЭМС), исследователи вытравили на кремниевой пластине толщиной 200 мкм спиралевидные зазоры, сформировав пружинные элементы шириной около 10 мкм. Полученная кремниевая структура является самонесущей и не требует полимерной или металлической подложки. Ее эффективный показатель преломления, который определяется относительным соотношением и расположением кремния и воздуха, можно изменить путем деформации.
Терагерцовая спектроскопия во временной области показала, что удлинение структуры на 12,6 % снижает эффективный показатель преломления примерно на 6 % для поляризации, перпендикулярной направлению растяжения. Для поляризации, параллельной этому направлению, снижение составило 8 %. Эти различия в отклике показывают, что деформация может влиять на двойное лучепреломление материала, определяемое как разница в эффективном показателе преломления для двух поляризаций.
«Механическая деформация открывает новые возможности для терагерцовой кремниевой фотоники», — считают исследователи. «Дальнейшие исследования приведут к разработке настраиваемых терагерцовых интегральных схем с использованием технологии микроэлектромеханических систем».