Geri Dön

Metamaterials as broadband absorbers, tunable color filters, andmulti-functional metasurfaces

Genişbant emiciler, ayarlanabilir renk filtreleri, ve çok işlevlimetayüzeyler olarak metamalzemeler

  1. Tez No: 548646
  2. Yazar: MAJİD AALİZADEH
  3. Danışmanlar: PROF. DR. EKMEL ÖZBAY
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Geniş bant emiciler, Manganez, elektrikle ayarlanabilen, kırış sapması, ve açısal filtreleme, Broadband absorbers, Manganese, electrically tunable, beam deflection, and angular filtering
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 145

Özet

Metamalzemeler, doğal malzemelerle elde edilemeyen optik işlevleri yerine getirebilecek yapay yapılar ve tasarımlar geliştirmemizi sağlamışlar. Burada şu üç önemli metamalzeme uygulama tasarlıyor ve uyguluyoruz: 1. Ultra geniş bant emiciler, 2. Gerçek zamanlı ayarlanabilir renk filtreleri ve 3. Geniş bant ve geniş açılı verimli ışın saptırıcı ve Çok fonksiyonlu açısal filtre. Litografi seri üretime ve maliyet etkinliğine giden yolda önemli bir engel teşkil ettiği için çalışmalarımızın çoğu litografi içermemektedir. Manganez'i (Mn) ilk defa geniş bant emilimi için umut verici bir metal olarak tanıttık ve tüm çalışmalarımızda kullandık. Dört farklı Mn tabanlı geniş bant emici, farklı bölümlerde tasarlanmış ve üretilmiştir. Mn, Metal-İzolatör-Metal (MIM) yapısında, tavlanmış MIM konfigürasyonunda, üst katman desenli MIM konfigürasyonunda, ve rasgele nanopiramitlerde kullanılır. Tüm çalışmalarda Mn'nin diğer metallere göre çok daha iyi bir performansa sahip olduğu gösterilmiştir. Örneğin, rastgele nanopiramitlere dayanan çalışmada, litografi içermeyen bir yöntemden faydalanarak ve sadece yüksek pürüzlü bir alt tabaka üzerinde tek bir Mn tabakasını kaplayarak ultra-morötesi (UV) ile infrared (FIR) mükemmel emilimini elde ediyoruz. Ayrıca, MIM yapısının ve bir elektro-optik malzemenin kombinasyonunu kullanarak, voltajı -12 ila 12 volt arasında değiştirerek, tüm görünür spektrumu kaplayan litografi içermeyen bir renk filtresinin elde edilebileceğini gösterdik. Son olarak, Silikon nano çubuklardan oluşan bir yapıda, ultra geniş bant ve geniş açılı yüksek verimli ışın sapması elde edilir. Aynı yapıyı ümit verici kılan şey aynı zamanda bant geçişi, bant durdurma ve düşük geçişli açısal filtre gibi çok işlevli uygulamalara sahip olmasıdır.

Özet (Çeviri)

Metamaterials have enabled us to come up with artificial structures and designs that can perform optical functionalities which are not achievable with natural materials. Here we design and implement three important applications of metamaterials as: 1. Ultra-broadband absorbers, 2. Real-time tunable color filters, and 3. Wideband and wide-angle efficient beam deflector and Multi-functional angular filter. By lithography being a major hinder on the way to mass production and cost-effectiveness, most of our works are lithography-free. We have introduced Manganese (Mn) for the first time as a very promising metal for broadband absorption and have used it in all our works. Four different Mn-based broadband absorbers are designed and fabricated in different chapters. Mn is used in the Metal-Insulator-Metal (MIM) cavity, annealed MIM configuration, top-layer-patterned MIM configuration, and random nanopyramids. It is shown in all works that Mn has a much better performance compared to other metals. For instance, in the work based on random nanopyramids, we obtain ultraviolet (UV) to far-infrared (FIR) perfect absorption by exploiting a lithography-free method and only by coating a single Mn layer on a high-roughness substrate. Moreover, using the combination of the MIM cavity and an electro-optic material, we have shown that a lithography-free color filter can be achieved that covers the whole visible spectrum by changing the voltage from -12 to 12 volts. Finally, in a structure composed of Silicon nano-rods, an ultra-wideband and wide-angle highly-efficient beam deflection is obtained. What makes the same structure very promising is that it also has multifunctional applications as band-pass, band-stop, and low-pass angular filter.

Benzer Tezler

  1. Design, fabrication and characterization of an ultra-broadband metamaterial absorber using bismuth in the near infrared region

    Yakın kızılötesi bölgesinde çalışan çok geniş bantlı bir metamalzeme soğurucunun bizmut kullanılarak tasarımı, üretimi ve karakterizasyonu

    İMRE ÖZBAY

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÖNÜL SAYAN

  2. Design, fabrication and characterization of micromachined THz absorbers

    Mikro ̇ıslenmis THz emicilerin tasarımı, Üretimi ve karakterizasyonu

    AYDA MAMAGHANİ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ARDA DENİZ YALÇINKAYA

  3. Optically transparent metamaterial RF absorbers

    Optik geçirgenliği yüksek mikrodalga metamalzeme tabanlı soğurucular

    FURKAN ŞAHİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. VAKUR BEHÇET ERTÜRK

    PROF. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR

  4. Dielektrik çok katmanlı geniş bantlı kızılötesi metamalzeme soğurucunun tasarımı, üretimi ve karakterizasyonu

    Design, fabrication and characterization of a dielectric multilayer broadband infrared metamaterial absorber

    BUKET AKIN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞEMSETTİN ALTINDAL

  5. Biyomedikal uygulamalar için ısm bandında metamalzeme tabanlı soğurucu tasarımı

    Metamaterial based absorber design in ism band for biomedical applications

    YUNUS ALTINTAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    BiyomühendislikVan Yüzüncü Yıl Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BİLAL TÜTÜNCÜ