Characterization and applications of negative-index metamaterials
Negatif indisli metamalzemelerin karakterizasyonu ve uygulamaları
- Tez No: 216691
- Danışmanlar: PROF. DR. EKMEL ÖZBAY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 136
Özet
Negatif kırılma, düz lens, süper lens ve görünmezlik pelerini gibi uygumaları bulunan metamalzemeler oldukça farklı elektromanyetik özelliklere sahiptirler. Bu tezde, negatif kırılma indisine sahip metamalzemelerin karakterizasyonu gerçekleştirilmiş ve mikrodalga uygulamalarından birkaçı gösterilmiştir. Bu metamalzemeler negatif permeabiliteye sahip yarıklı halka rezonatörleri ile negatif permitiviteye sahip ince tel yapıları bir araya getirilerek oluşturulmuştur. Yarıklı halka rezonatörlerinin rezonans karakteristikleri deneysel ve teorik olarak incelenmiştir. Yarıklı halka rezonatörleri ile tel yapılarının bir araya getirilmesi sonucu permitivite ve permeabilite değerlerinin eksi olduğu frekanslarda bir geçirgenlik bandı gözlemlenmiş ve bu bant boyunca metamalzemenin dalga vektörü, elektrik alan ve manyetik alanları için sol-el kuralına uyduğu belirlenmiştir. Bu metamalzemenin negatif kırılma indisine sahip olduğu üç farklı ve birbirinden bağımsız deneysel yöntem kullanılarak gösterilmiştir. Bu deneysel yöntemler; prizma şeklindeki metamalzemeden kırılma deneyi, düz metamalzeme levhadan dalganın yer değişiminin gözlemlenmesi ve farklı uzunluklardaki metamalzemelerden faz farkının ölçülmesidir. Mikrodalga boyutlarında çalışan ve düzgün yüzeye sahip lens başarıyla gösterildi. Ayrıca, negatif indise sahip metamalzeme bazlı süperlenslerin dalgaboyu altı görüntüleme ve çözünürlük için kullanılabileceği deneysel olarak ispatlanmıştır. Rekor seviyede dalgaboyunun sekizde biri çözünürlük elde edilmiştir. Ağ şeklindeki alternatif metamalzemelerin de negatif indis ve negatif faz hızına sahip olduğu başarıyla gösterilmiştir. Son olarak tek bir dalgaboyu altı delikten yarıklı halka rezonatörü kullanarak arttırılmış iletim (transmiyon) çalışılmıştır.
Özet (Çeviri)
Metamaterials offer novel electromagnetic properties and promising applications including negative refraction, flat-lenses, superlenses, cloaking devices. In this thesis, we characterized the negative-index metamaterials that is composed of periodic arrangements of split-ring resonators (providing negative permeability) and thin wire (providing negative permittivity) arrays. The resonances of split-ring resonators (SRR) are investigated experimentally and theoretically. By combining SRR and wire arrays together, we observed a transmission band where both permittivity and permeability are simultaneously negative, indicating a left-handed behavior. Reflection measurements reveal that the impedance is matched to the free space at a certain frequency range. The left-handed metamaterial is also shown to exhibit negative refractive index by using three different experimental methods namely, refraction from a wedge-shaped negative-index metamaterial (NIM), beam-shift from a slab-shaped NIM and phase shift from NIMs with different lengths. Flat-lens behavior is observed from a slab-shaped negative-index metamaterial based microwave lenses. Furthermore, we demonstrated subwavelength imaging and subwavelength resolution by using thin superlenses constructed from SRR-wire arrays with an effective negative index. We have been able to image a point source with a record-level resolution. SRR and wire arrays exhibit negative index provided that the wave propagates parallel to the plane of SRR structure which makes it hard to fabricate at higher frequencies. An alternative structure called fishnet metamaterial however could yield negative index with wave propagation normal to the structure. We observed left-handed transmission and negative phase velocity in fishnet type metamaterials. Finally, we studied enhanced transmission from a single subwavelength aperture by coupling incident electromagnetic wave to a single SRR placed at the near-field of the aperture.
Benzer Tezler
- Elektromanyetik rezonatör tabanlı hububat nem sensörü tasarımı, üretimi ve karakterizasyonu
Electromagnetic resonator based cereal humidity sensor design, fabrication and characterization
ALPARSLAN ÇINAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. EVREN EKMEKÇİ
- Sentezlenen tek kristal Cu(II) kompleksinin yapı-özellik ilişkilerinin incelenmesi
Investigation of structure-property relations of synthesized single crystal Cu(II) complex
HATİCE ESRA CÖMERT
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DAVUT AVCI
- Elmas benzeri karbon ince filmlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of diamond-like carbon thin films
TANER ZERRİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÖZLEM DUYAR COŞKUN
- Two dimensional silicon photonic crystal band gap applications for optical bio-sensing and modulation
Optik modulasyon ve biyo-tespit uygulamaları için iki boyutlu silikon fotonik kristal band açıklığı yapıları
SELAHATTİN CEM KILIÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERDAR KOCAMAN
- Elektrodöndürme yöntemiyle elde edilen jelatin nanoliflerinin emülsiyonlarda stabilize edici olarak kullanılması
Using electrospun gelatin nanofibers as stabilizers in emulsions
NAGİHAN OKUTAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FİLİZ ALTAY