KR20120083264A - Thz frequency range antenna - Google Patents

Thz frequency range antenna Download PDF

Info

Publication number
KR20120083264A
KR20120083264A KR1020127000116A KR20127000116A KR20120083264A KR 20120083264 A KR20120083264 A KR 20120083264A KR 1020127000116 A KR1020127000116 A KR 1020127000116A KR 20127000116 A KR20127000116 A KR 20127000116A KR 20120083264 A KR20120083264 A KR 20120083264A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
frequency range
thz frequency
antenna
thz
semiconductor film
Prior art date
Application number
KR1020127000116A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101695871B1 (en
Inventor
리바스 하이메 고메츠
빈센조 지아니니
오드리 안느-마리 베리어
슈테판 알렉산더 마이어
매리언 마터스-캄머러
로렌조 트리포디
Original Assignee
코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. filed Critical 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority claimed from PCT/EP2010/057846 external-priority patent/WO2010139791A1/en
Publication of KR20120083264A publication Critical patent/KR20120083264A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101695871B1 publication Critical patent/KR101695871B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28—Investigating the spectrum
    • G01J3/42—Absorption spectrometry; Double beam spectrometry; Flicker spectrometry; Reflection spectrometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02—Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02—Details
    • G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
    • G01J3/0237—Adjustable, e.g. focussing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02—Details
    • G01J3/0256—Compact construction
    • G01J3/0259—Monolithic
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3563—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing solids; Preparation of samples therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3581—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using far infrared light; using Terahertz radiation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

THz 주파수 범위에서 표면 플라스몬들을 나타내도록 적응된 표면을 갖는 반도체막(3)을 포함하는 THz 주파수 범위 안테나가 제공된다. 반도체막(3)의 표면은 THz 주파수 범위에서 국부화된 표면 플라스몬 공진들을 지원하도록 구성된 안테나 구조(4)에 구성된다.A THz frequency range antenna is provided that includes a semiconductor film 3 having a surface adapted to exhibit surface plasmons in the THz frequency range. The surface of the semiconductor film 3 is constructed in an antenna structure 4 configured to support surface plasmon resonances localized in the THz frequency range.

Description

ＴＨｚ 주파수 범위 안테나{THz FREQUENCY RANGE ANTENNA}THH frequency range antenna {THz FREQUENCY RANGE ANTENNA}

본 발명은 THz 주파수 범위 안테나에 관한 것이다. 특히, 반도체 물질에 기초한 튜닝가능한 THz 주파수 범위 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to a THz frequency range antenna. In particular, it relates to a tunable THz frequency range antenna based on a semiconductor material.

본원에서, THz 주파수 범위라는 용어는 0.1 내지 30 THz의 전자기 주파수들의 범위를 나타낸다. 이 주파수 범위는 10 내지 3000 ㎛의 파장들의 범위 또는 0.4 내지 120 me V의 에너지 범위에 대응한다. 이에 따라, THz 주파수 범위는 적외 방사선과 마이크로파 방사선 사이의 중간에 위치된다. THz 주파수들은 예를 들면 감지 기술, 이미징 기술, 통신 기술, 및 분광에 관하여 중요한 과학적 및 기술적 적용들을 제공한다. 예를 들면, THz 시간 해상 분광(THz time resolved spectroscopy)에서 최근의 진보는 신규한 유기 및 무기 전자 물질들에서 도전율 프로세스들을 피코초 분해능으로 연구할 수 있게 하였다.As used herein, the term THz frequency range refers to a range of electromagnetic frequencies of 0.1 to 30 THz. This frequency range corresponds to a range of wavelengths of 10 to 3000 μm or an energy range of 0.4 to 120 me V. Thus, the THz frequency range is located midway between the infrared radiation and the microwave radiation. THz frequencies provide important scientific and technical applications with respect to sensing technology, imaging technology, communication technology, and spectroscopy, for example. For example, recent advances in THz time resolved spectroscopy have made it possible to study conductivity processes with picosecond resolution in novel organic and inorganic electronic materials.

연관된 일범위의 저 에너지 여기들(low energy excitations)은 매우 다양한 물질들을 비피과적으로 검사할 수 있게 한다. 또한, THz 주파수 범위에 전자기 파장들은 분자들에서 진동 및 회전 천이들뿐만 아니라, 응축된 위상 매질의 저주파수 진동 모드들을 여기시킬 수 있기 때문에, 특정한 상호작용이 종종 발생하여 THz 주파수 흡수 스펙트럼은 조사되는 분자들의 핑거프린트(fingerprint)를 제공하게 된다.The associated range of low energy excitations allows for the non-cutaneous examination of a wide variety of materials. In addition, because electromagnetic wavelengths in the THz frequency range can excite the vibrational and rotational transitions in the molecules, as well as the low frequency vibration modes of the condensed phase medium, certain interactions often occur so that the THz frequency absorption spectrum can be investigated. To provide their fingerprint.

전자기 THz 방사선의 이들 특징들에 기인하여, 예를 들면 공진 주파수들이 너무 낮아 적외선 분광과 같은 그외 공지된 수단에 의해서는 검출될 수 없는 이들 공진 주파수들을 포함하는 화학 및 생체 분자들 및 시약들의 분광을 수행하는데 있어 잇점이 있게 사용될 수 있다. THz 주파수 범위 분광은 제약 응용에 관하여 그리고 폭발물의 검출 등과 같은 안전 응용들에 관하여 특기할 양태들을 제공함이 이미 보고된 바 있다.Due to these features of electromagnetic THz radiation, for example, the resonant frequencies are too low to produce spectroscopy of chemical and biomolecules and reagents that include these resonant frequencies that cannot be detected by other known means such as infrared spectroscopy. It can be used to advantage. It has already been reported that THz frequency range spectroscopy provides aspects to be noted with regard to pharmaceutical applications and safety applications such as the detection of explosives.

그러나, 전자기 THz 주파수 범위를 잇점이 있게 활용할 수도 있었을 많은 특기할 응용들이 있을지라도, 지금까지는 THz 주파수들을 활용하는 단지 몇가지 방법들 및 장치들만이 실현되었다. 부분적으로, 이것은 THz 주파수들을 감지하는 것이 예를 들면 THz 분광 장치들이 편리하고 콤팩트하게 실현될 수 있기 전에 해결되어야 하는 새로운 문제들을 제기한다는 사실에 기인한다. THz 분광의 맥락에서 발생하는 한 문제는 공지의 테이블탑 THz 소스들이 비교적 낮은 파워를 제공한다는 것이다. 이것은 공지의 장치들의 감도를 제한시키게 된다. 따라서, 신규한 응용들을 위한 THz 주파수 범위에 의해 제공되는 유망한 특징들을 활용하기 위해서, 이러한 주파수들에 관하여 더 높은 검출 감도 및 선택도를 제공하는 장치들이 개발되어야 할 것이다.However, although there are many specialty applications that could have advantageously exploited the electromagnetic THz frequency range, only a few methods and apparatuses that utilize the THz frequencies have been realized so far. In part, this is due to the fact that sensing THz frequencies poses new problems that must be solved, for example, before THz spectroscopy devices can be realized conveniently and compactly. One problem that arises in the context of THz spectroscopy is that known tabletop THz sources provide relatively low power. This limits the sensitivity of known devices. Therefore, in order to take advantage of the promising features provided by the THz frequency range for novel applications, devices that provide higher detection sensitivity and selectivity with respect to these frequencies will have to be developed.

전자기 주파수 스펙트럼의 다른 주파수 범위들, 특히 광학 주파수 범위에 대한 응용들에 관하여, 플라스몬 공진들을 이용하는 안테나들이 개발되었다. 예를 들면, 적합한 플라스몬 공진 구조들이 금속 구조들에 의해 생성될 수 있는 것으로 나타났다. 이러한 유형의 안테나들이 입사 전계와의 향상된 상호작용을 보였으며 광학 주파수 범위에서 감지 목적을 위해 이러한 안테나들의 이론적 적합성을 입증한 연구들이 수행되었다. 10 ㎛의 파장들에 관하여, 감지는 검출할 물질의 진동 공진들에 결합할 수 있는 플라스몬 공진을 가진 금속 나노로드들(metal nanorods)을 사용하여 이미 실증되었다. 그러나, THz 주파수들에서 금속들은 큰 유전율 값(실수부 및 허수부 둘 다에서)을 가지며, 이에 따라 알려진 개념들은 THz 주파수 범위 안테나들을 제공하는데 있어선 적합하지 않다.With respect to other frequency ranges of the electromagnetic frequency spectrum, in particular for applications in the optical frequency range, antennas using plasmon resonances have been developed. For example, it has been shown that suitable plasmon resonant structures can be produced by metal structures. These types of antennas showed improved interaction with the incident field and studies were conducted to demonstrate the theoretical suitability of these antennas for sensing purposes in the optical frequency range. With respect to wavelengths of 10 μm, sensing has already been demonstrated using metal nanorods with plasmon resonance that can couple to vibrational resonances of the material to be detected. However, metals at THz frequencies have large permittivity values (both real and imaginary), and thus known concepts are not suitable for providing THz frequency range antennas.

본 발명의 목적은 THz 주파수 범위 안테나, 이러한 안테나를 가진 전자 시스템, 및 고도의 감도와 선택도 둘 다를 제공할 수 있는 THz 신호와 배경잡음 간을 구별하는 시스템을 제공하는 것이다. 또한, 장치들은 이들의 동작 주파수들에 관하여 튜닝될 수 있을 것이다.It is an object of the present invention to provide a THz frequency range antenna, an electronic system having such an antenna, and a system for distinguishing between THz signals and background noise, which can provide both high sensitivity and selectivity. Also, the devices may be tuned with respect to their operating frequencies.

이 목적은 청구항 제 1 항에 따른 THz 주파수 범위 안테나에 의해 해결된다. THz 주파수 범위 안테나는 THz 주파수 범위에서 표면 플라스몬들을 나타내게 한 표면을 갖는 반도체막을 포함한다. 반도체막의 표면은 THz 주파수 범위에서 국부화된 표면 플라스몬 공진들을 지원하도록 구성된 안테나 구조를 형성하도록 구성된다. THz 주파수 범위 안테나는 반도체막을 포함하기 때문에, 물질에서 캐리어 농도 및/또는 캐리어 이동도는 예를 들면 온도, 인가되는 전압들, 광학적 여기, 등을 변화시킴으로써 쉽게 변경될 수 있다. 따라서, 표면 플라스몬들의 공진 주파수는 편리하게 조절/튜닝될 수 있다. 플라스몬 공진들은 안테나의 유전상수 및 이의 유전환경에 거의 좌우된다. 또한, 안테나 구조는 리소그래피 및 건식 및/또는 습식 에칭과 같은 최신 반도체 프로세싱 기술들을 사용하여 반도체막의 표면 상에 또는 표면 안에 편리하게 구성될 수 있다. 또한, 광학 주파수들에서 금속들의 유전율 값들에 대응하는 유전율 값들을 THz 주파수들에서 갖는 적합한 반도체 물질들이 존재한다. THz 주파수 범위에서 플라즈마 공진을 갖는 반도체 물질들로부터 제조된 THz 주파수 범위 안테나들은 증강된 검출 감도를 제공할 수 있음이 발견되었다. 안테나 구조의 적합한 설계에 의해서, 센서 응용에서, THz 방사선과 감지 대상 간에 증가된 상호작용을 유발하는 국부화된 표면 플라스몬 공진의 전계가 국부적으로 증강될 수 있다. 결국, 개선된 감도가 예상된다. 또한, 이러한 THz 주파수 범위 안테나로, 필드 증강이 재단될 수 있고, 공진들이 시프트될 수 있다.This object is solved by the THz frequency range antenna according to claim 1. The THz frequency range antenna includes a semiconductor film having a surface that causes surface plasmons to appear in the THz frequency range. The surface of the semiconductor film is configured to form an antenna structure configured to support localized surface plasmon resonances in the THz frequency range. Since the THz frequency range antenna includes a semiconductor film, the carrier concentration and / or carrier mobility in the material can be easily changed by changing temperature, applied voltages, optical excitation, etc., for example. Thus, the resonant frequency of the surface plasmons can be conveniently adjusted / tuned. Plasmon resonances are almost dependent on the dielectric constant of the antenna and its dielectric environment. In addition, the antenna structure may be conveniently constructed on or in the surface of the semiconductor film using state-of-the-art semiconductor processing techniques such as lithography and dry and / or wet etching. In addition, there are suitable semiconductor materials having dielectric constant values at THz frequencies that correspond to dielectric constant values of metals at optical frequencies. It has been found that THz frequency range antennas made from semiconductor materials having plasma resonance in the THz frequency range can provide enhanced detection sensitivity. By suitable design of the antenna structure, in sensor applications, the electric field of the localized surface plasmon resonance that causes increased interaction between THz radiation and the sensing object can be locally enhanced. As a result, improved sensitivity is expected. Also, with this THz frequency range antenna, field enhancement can be tailored and resonances can be shifted.

바람직하게, 안테나 구조는 반도체막의 표면 안에 또는 표면 상에 구성되고 반도체막의 표면에 평행한 방향으로 서로 간에 갭만큼 이격된 적어도 2개의 요소들을 포함한다. 이러한 구조는 THz 영역에서 플라스몬 공진들에 기인하여 몇 자리수의 크기의 국북적 전계 증강을 발생할 수 있음이 발견되었다. 또한, 전계의 달성된 증강은 안테나 구조 및 갭 크기의 형상에 따른다. 따라서, 전계 증강은 이들 파라미터들을 변경함으로써 편리하게 튜닝될 수 있다. 갭은 표면 플라스몬들의 여기 방향을 따라 배열되어야 한다.Preferably, the antenna structure comprises at least two elements constructed in or on the surface of the semiconductor film and spaced apart from each other by a gap in a direction parallel to the surface of the semiconductor film. It has been found that this structure can result in local field enhancement of orders of magnitude due to plasmon resonances in the THz region. The achieved buildup of the electric field also depends on the shape of the antenna structure and the gap size. Thus, the field enhancement can be conveniently tuned by changing these parameters. The gap should be arranged along the direction of excitation of the surface plasmons.

바람직하게, 갭은 10 nm 내지 10 ㎛, 바람직하게는 50 nm 내지 200 nm의 범위 내의 폭을 갖는다. 갭의 이러한 폭은 적합한 전계 증강들을 제공함이 발견되었다.Preferably, the gap has a width in the range of 10 nm to 10 μm, preferably 50 nm to 200 nm. It has been found that this width of the gap provides suitable field enhancements.

안테나 구조가 반도체막과 동일한 물질로 구성된다면, 안테나 구조는 공지된 반도체 가공 기술들에 의해 반도체막의 표면에서 편리하게 구성될 수 있다.If the antenna structure is made of the same material as the semiconductor film, the antenna structure can be conveniently configured on the surface of the semiconductor film by known semiconductor processing techniques.

바람직하게, 안테나 구조는 반도체막의 표면에 평행한 방향으로 10 ㎛ 내지 1000 ㎛ 정도의 치수들 및 반도체막의 표면에 수직한 방향으로 0.5 ㎛ 내지 100 ㎛ 정도의 치수들을 갖는다. 이들 치수들을 포함하는 안테나 구조들은 요망되는 전계 증강 및 표면 플라스몬 공진들의 국부화를 달성하는데 특히 적합한 것으로 발견되었다.Preferably, the antenna structure has dimensions of about 10 μm to 1000 μm in a direction parallel to the surface of the semiconductor film and dimensions of about 0.5 μm to 100 μm in a direction perpendicular to the surface of the semiconductor film. Antenna structures comprising these dimensions have been found to be particularly suitable for achieving the desired field enhancement and localization of surface plasmon resonances.

일 양태에 따라서, 소정의 분자들을 부착하도록 적응된 기능화된 표면이 제공된다. 기능화된 표면은 바람직하게 안테나 구조 주위의 영역에 및/또는 갭의 영역에 제공될 수 있다. 이 경우에, 미리 결정된 분자들을 포함하는 화학물들은 특별한 신뢰도로 감지될 수 있다.According to one aspect, a functionalized surface is provided that is adapted to attach certain molecules. The functionalized surface may preferably be provided in the area around the antenna structure and / or in the area of the gap. In this case, chemicals containing predetermined molecules can be detected with particular confidence.

바람직하게, 반도체막은 0.5 ㎛ 내지 300 ㎛ 범위 내의 두께를 갖는다. 몇 ㎛의 이러한 두께를 갖는 반도체막들은 특히 이용되는 표면 플라스몬 공진들을 나타내는데 적합한 것으로 발견되었다.Preferably, the semiconductor film has a thickness in the range of 0.5 μm to 300 μm. Semiconductor films with this thickness of several micrometers have been found to be particularly suitable for exhibiting surface plasmon resonances used.

바람직하게, 반도체막은 THz 주파수 범위에서 전자기 방사선에 대해 투명한 기판상에 배열된다. 특히 적합한 기판은 석영이다. 이 경우에, THz 주파수 범위에서 표면 플라스몬 공진들은 신뢰성 있게 발생될 수 있다.Preferably, the semiconductor film is arranged on a substrate which is transparent to electromagnetic radiation in the THz frequency range. Particularly suitable substrates are quartz. In this case, surface plasmon resonances in the THz frequency range can be reliably generated.

THz 주파수 발생기와 THz 주파수 검출기 간에 THz 주파수 범위 안테나가 적응된다면, THz 주파수 표면 플라스몬들은 반도체 표면상에서 확실하게 발생될 수 있고, 안테나의 영역에서 상호작용이 THz 주파수 검출기에 의해 검출될 수 있다.If the THz frequency range antenna is adapted between the THz frequency generator and the THz frequency detector, the THz frequency surface plasmons can be reliably generated on the semiconductor surface, and the interaction in the region of the antenna can be detected by the THz frequency detector.

바람직하게, THz 주파수 범위 안테나는 압전 기판(piezoelectric substrate) 또는 압전 중간층(piezoelectric intermediate layer)을 포함한다. 예를 들면, 반도체막은 이러한 압전 구조 상에 형성될 수 있다. 이 경우에, 안테나 구조의 치수드 및 또는 형상은 압전 요소의 압전 특성들을 활용하여 변경될 수 있다. 결국, 안테나의 특성들의 조절은 특히 편리한 방법으로 달성된다.Preferably, the THz frequency range antenna comprises a piezoelectric substrate or a piezoelectric intermediate layer. For example, a semiconductor film may be formed on such a piezoelectric structure. In this case, the dimension and / or shape of the antenna structure can be changed utilizing the piezoelectric properties of the piezoelectric element. As a result, the adjustment of the characteristics of the antenna is achieved in a particularly convenient way.

바람직하게, 반도체막은 InSb 또는 InAs(또는 임의의 고 이동도 반도체 물질)을 베이스 물질로서 포함한다. 이들 반도체 물질들은 이들의 낮은 밴드갭, 낮은 전자 유효 질량, 및 높은 전자 이동도에 기인하여 응용에 특히 적합하다. 이것은 선명하고 확실하게 규정된 공진들이 가능하게 한다. 그러나, 이외 III-V 반도체 물질들의 사용도(낮은 성능을 예상하고) 가능함에 유의해야 한다. "베이스 물질"이라는 용어는 반도체막이 반드시 순수 물질을 포함할 필요는 없고 도핑(반도체들에 관련하여 일반적으로 실시되는) 또는 그외 수정예들이 가능함을(심지어 요망됨을) 분명히 하기 위해 사용된다.Preferably, the semiconductor film comprises InSb or InAs (or any high mobility semiconductor material) as the base material. These semiconductor materials are particularly suitable for applications due to their low bandgap, low electron effective mass, and high electron mobility. This enables clear and clearly defined resonances. However, it should be noted that other III-V semiconductor materials may also be used (expecting low performance). The term "base material" is used to make it clear that the semiconductor film does not necessarily comprise a pure material and that doping (commonly practiced with respect to semiconductors) or other modifications is possible (even desirable).

바람직하게, 안테나 구조는 표면 플라스몬 공진들의 전계가 안테나 구조의 영역에서 국부적으로 증강되게 구성된다. 이 경우에, 증가된 감도가 달성된다. 이러한 증강은 예를 들면 표면 플라스몬들의 여기 방향을 따라 갭에 의해 이격된 두 부분들을 포함하는 안테나 구조에 의해 달성될 수 있다. 증강은 적어도 하나의 첨예한 모서리를 포함하는 안테나 구조에 의해 달성될 수 있다.Preferably, the antenna structure is configured such that the electric field of surface plasmon resonances is locally enhanced in the region of the antenna structure. In this case, increased sensitivity is achieved. This augmentation can be achieved for example by an antenna structure comprising two parts spaced apart by a gap along the excitation direction of the surface plasmons. Augmentation may be accomplished by an antenna structure that includes at least one sharp edge.

바람직하게, 안테나는 몇개의 안테나들의 응답을 결합함으로써 안테나 응답의 세기를 증가시키기 위해 어레이(주기적 또는 비주기적)로 구성된다.Preferably, the antenna is configured in an array (periodic or aperiodic) to increase the strength of the antenna response by combining the response of several antennas.

목적은 또한 이러한 THz 주파수 범위 안테나를 포함하는 THz 주파수 범위에서 동작하는 (광-)전자 시스템에 의해서도 해결된다. 전자 시스템은 THz 주파수 범위 안테나에 관하여 위에 기술된 잇점들을 달성한다. 바람직하게, 시스템은 감지 시스템, 통신 시스템, 이미징 시스템, 신호 처리 시스템, 및 광 변조 시스템 중 하나이다.The object is also solved by a (photo-) electronic system operating in the THz frequency range comprising such THz frequency range antenna. The electronic system achieves the advantages described above with respect to the THz frequency range antenna. Preferably, the system is one of a sensing system, communication system, imaging system, signal processing system, and light modulation system.

목적은 또한 청구항 제 1 항 내지 제 11 항 중 한 항에 따른 THz 주파수 범위 안테나를 포함하고, THz 주파수 범위 안테나의 영역에서 표면 플라스몬들의 공진이 미리 결정된 변조 레이트로 튜닝되도록 적응되는 변조기, 및 미리 결정된 변조 레이트에 의해 제어되는 검출기를 더 포함하는, 시스템을 포함하며, THz 신호와 배경잡음 간을 구별하기 위한 시스템에 의해 해결된다. 이 경우에, 검출기는 THz 주파수 범위 안테나에 제공되는 변조에 고정된다. 따라서, 고 선택도 및 고 감도를 가진 검출이 달성된다.The object also comprises a THz frequency range antenna according to claim 1, wherein the modulator is adapted such that the resonance of the surface plasmons in the region of the THz frequency range antenna is tuned to a predetermined modulation rate, and A system, further comprising a detector controlled by the determined modulation rate, is solved by a system for distinguishing between a THz signal and background noise. In this case, the detector is fixed to the modulation provided to the THz frequency range antenna. Thus, detection with high selectivity and high sensitivity is achieved.

목적은 또한 청구항 제 15 항에 따른 THz 주파수 범위 안테나의 응답을 튜닝하는 방법에 의해 달성된다. 방법은 안테나 구조의 기하형태를 바꾸거나 반도체막의 물질 특징들을 바꿈으로써 응답을 튜닝하는 단계를 포함한다. 안테나 구조의 기하형태는 예를 들면 압전 구조를 활용함으로써 동작 중에 변경될 수 있다. 변경될 수 있는 반도체막의 물질 특징들은 예를 들면 캐리어 농도, 캐리어 이동도 등을 포함한다.The object is also achieved by a method of tuning the response of a THz frequency range antenna according to claim 15. The method includes tuning the response by changing the geometry of the antenna structure or changing the material characteristics of the semiconductor film. The geometry of the antenna structure can be changed during operation, for example by utilizing a piezoelectric structure. Material characteristics of the semiconductor film that can be changed include, for example, carrier concentration, carrier mobility, and the like.

본 발명에 따른 다른 특징들 및 잇점들은 첨부된 도면에 관련하여 실시예들의 상세한 설명으로부터 일어날 것이다.Other features and advantages according to the invention will emerge from the detailed description of the embodiments in conjunction with the accompanying drawings.

본 발명은 THz 주파수 범위 안테나, 이러한 안테나를 가진 전자 시스템, 및 고도의 감도와 선택도 둘 다를 제공할 수 있는 THz 신호와 배경잡음 간을 구별하는 시스템을 제공한다.The present invention provides a THz frequency range antenna, an electronic system having such an antenna, and a system that distinguishes between THz signals and background noise that can provide both high sensitivity and selectivity.

도 1은 THz 주파수 발생기 및 THz 주파수 검출기와 더불어 THz 주파수 범위 안테나를 개략적으로 측면도로 도시한 도면.
도 2a는 제 1 실현에서 THz 주파수 범위 안테나의 안테나 구조의 영역을 상면도로 개략적으로 도시한 도면.
도 2b는 제 2 실현에서 THz 주파수 범위 안테나의 안테나 구조의 영역을 상면도로 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 도 2a와 유사한 안테나 구조에 있어서 표면 플라스몬 공진들의 전계 세기들을 도시한 도면.
도 3은 도 2b와 유사한 안테나 구조에 있어서 표면 플라스몬 공진들의 전계 세기들을 도시한 도면.
도 4는 안테나 구조의 서로 다른 치수들에 대해서 도 2a와 유사한 안테나 구조에 있어 갭 영역에서의 전계 세기들의 달성된 증강을 도시한 도면.
도 5는 서로 다른 갭 폭들에 대해 전자 농도에 따른 갭에서의 전계의 증강을 도시한 도면.
도 6은 서로 다른 전하 캐리어 밀도들에 대해 주파수에 따른 정규화된 산란단면적을 도시한 도면.1 is a schematic side view of a THz frequency range antenna with a THz frequency generator and a THz frequency detector.
FIG. 2A is a schematic top view of a region of the antenna structure of the THz frequency range antenna in a first implementation; FIG.
FIG. 2B is a schematic top view of a region of the antenna structure of the THz frequency range antenna in a second implementation; FIG.
3 shows electric field intensities of surface plasmon resonances in an antenna structure similar to that of FIG. 2A;
FIG. 3 shows field intensities of surface plasmon resonances in an antenna structure similar to that of FIG. 2B. FIG.
4 shows the achieved augmentation of the field strengths in the gap region for an antenna structure similar to that of FIG. 2A for different dimensions of the antenna structure.
5 shows the build up of an electric field in a gap with electron concentration for different gap widths.
FIG. 6 shows normalized scattering cross-sectional area with frequency for different charge carrier densities.

도면들을 참조하여 실시예를 기술될 것이다. 실시예에 따라 THz 주파수 범위 안테나(1)가 개략적으로 도 1에 도시되었다. THz 주파수 범위 안테나(1)는 얇은 반도체막(3)이 피착되는 기판(2)을 포함한다. 기판(2)은 THz 주파수 범위에서 주파수들을 갖는 전자기 방사선에 관하여 투명한, 이를테면 석영 또는 그외 이러한 물질과 같은 물질로부터 만들어진다. 반도체막(3)은 몇 ㎛, 예를 들면 0.5 ㎛ 내지 100 ㎛, 가능하게는 최대 300 ㎛까지의 범위의 두께 d(도 1에서 수직 방향으로, 즉 기판이 확장하는 평면에 대해 수직한 방향으로)를 갖는다. 실시예에 따라, 반도체막(3)은 베이스 물질로서 InSb(Indium/Antimony)을 포함한다. 그러나, 반도체막(3)은 InSb만으로 제약되지 않고, 도핑된 물질도 가능하며 이는 다음 설명으로부터 명백하게 되는 바와 같이 선호될 수도 있다. 반도체막(3)은 이 기술에 공지된 다수의 방법들로서 이를테면 스퍼터링, 증발, 기상 증착, 등으로 기판(2) 상에 증착될 수 있다. 또한, 반도체막(3)은 반도체 물질 특성들의 미세 튜닝을 위해 이 기술에 공지된 바와 같이 어닐링될 수 있다.An embodiment will be described with reference to the drawings. According to an embodiment the THz frequency range antenna 1 is schematically illustrated in FIG. 1. The THz frequency range antenna 1 comprises a substrate 2 on which a thin semiconductor film 3 is deposited. The substrate 2 is made from a material such as quartz or other such material which is transparent with respect to electromagnetic radiation having frequencies in the THz frequency range. The semiconductor film 3 has a thickness d in the range of several μm, for example from 0.5 μm to 100 μm, possibly up to 300 μm (in the vertical direction in FIG. 1, ie perpendicular to the plane in which the substrate extends). Has In some embodiments, the semiconductor film 3 may include InSb (Indium / Antimony) as a base material. However, the semiconductor film 3 is not limited to InSb alone, and a doped material is also possible, which may be preferred as will be apparent from the following description. The semiconductor film 3 may be deposited on the substrate 2 by a number of methods known in the art such as sputtering, evaporation, vapor deposition, and the like. In addition, the semiconductor film 3 may be annealed as known in the art for fine tuning of semiconductor material properties.

기술된 InSb에 대한 대안으로서, 반도체막(3)은 또한 베이스 물질로서 InAs(Indium Arsenide)에 의해 형성되거나 다른 적합한 반도체 물질에 의해 형성될 수도 있다. 그러나, InSb 및 InAs이 이들이 밴드갭이 작고 전자 유효 질량이 작으며 전자 이동도가 크기 때문에 바람직한 베이스 물질들임에 유의해야 한다. 다음 설명으로부터 명백하게 되는 바와 같이, 이들 특징들은 선명하고 잘 규정된 표면 플라스몬 공진들을 가능하게 한다. 반도체막(3)은 물질의 THz 주파수들에서 유전율이 계면들(표면 플라스몬 폴라리톤)에서 전자들이 집단으로 이동되게 하기에 적합하기 때문에 선택된다. 따라서, 이러한 면에서 물질들은 광학 주파수들에서 금속들과 유사하게 THz 주파수들에서 특성들을 나타낸다.As an alternative to the InSb described, the semiconductor film 3 may also be formed by InAs (Indium Arsenide) as the base material or by another suitable semiconductor material. However, it should be noted that InSb and InAs are preferred base materials because of their small bandgap, small electron effective mass and large electron mobility. As will be apparent from the following description, these features enable clear and well defined surface plasmon resonances. The semiconductor film 3 is selected because the permittivity at the THz frequencies of the material is suitable for causing electrons to migrate into the group at the interfaces (surface plasmon polaritone). Thus, in this respect materials exhibit properties at THz frequencies similar to metals at optical frequencies.

반도체막(3)의 표면은 안테나 구조(4)로 프로세싱된다. 안테나 구조(4)는 광학적 리소그래피 및 건식 및/또는 습식 에칭과 같은 공지의 반도체 프로세싱 기술들에 의해 반도체막(3)에 제공된다. 안테나 구조(4)는 반도체막(3)과 동일한 물질로 구성되고 그의 표면 내 또는 표면 상에 각각 구성된다. 바람직하게 반도체막은 이를 완전히 관통하게 에칭/커팅되며 안테나들은 유전체에 의해 서로 간에 이격되고, 안테나들은 표면으로부터 돌출한다. 안테나 구조(4)는 박막 설비들에서 가용한 공지의 마이크로제조 기술들에 의해 제조될 수 있다.The surface of the semiconductor film 3 is processed into the antenna structure 4. The antenna structure 4 is provided to the semiconductor film 3 by known semiconductor processing techniques such as optical lithography and dry and / or wet etching. The antenna structure 4 is made of the same material as the semiconductor film 3 and is formed in or on its surface, respectively. Preferably the semiconductor film is etched / cut through it completely and the antennas are spaced from each other by a dielectric and the antennas protrude from the surface. Antenna structure 4 may be manufactured by known microfabrication techniques available in thin film installations.

실시예에 따라, 안테나 구조(4)는 반도체막(3)의 표면을 따른 방향으로 작은 갭(g) 만큼 서로 이격하여 위치된 2개의 요소들(4a, 4b)을 포함한다. 요소들(4a, 4b)은 도 2a 및 도 2b에 관련하여 기술되는 바와 같이 반도체막(3)의 표면의 위에서 보았을 때 많은 서로 다른 형상들을 포함할 수 있다. 안테나 구조(4)의 형상에 대한 2가지 예들을 도 2a 및 도 2b에 각각 개략적으로 도시하였다. 그러나, 도 2a 및 도 2b에 도시된 형상들은 단지 예들이며 본원의 범위를 한정하려는 것은 아님에 유의해야 한다. 이외 많은 다른 형상들이 가능하다. 2개의 요소들(4a, 4b)은 갭(g)이 반도체막(3)에서 표면 플라스몬들이 여기하는 방향을 따른 방위로 있도록 구성된다.According to an embodiment, the antenna structure 4 comprises two elements 4a and 4b which are spaced apart from each other by a small gap g in the direction along the surface of the semiconductor film 3. The elements 4a, 4b may comprise many different shapes when viewed from above the surface of the semiconductor film 3 as described in relation to FIGS. 2A and 2B. Two examples of the shape of the antenna structure 4 are schematically shown in FIGS. 2A and 2B, respectively. However, it should be noted that the shapes shown in FIGS. 2A and 2B are merely examples and are not intended to limit the scope of the present disclosure. Many other shapes are possible. The two elements 4a and 4b are configured such that the gap g is in the orientation along the direction in which the surface plasmons are excited in the semiconductor film 3.

도 2a는 안테나 구조(4)의 요소들(4a, 4b) 각각이 사각 형상을 갖는 예를 보이고 있고, 도 2b는 안테나 구조(4)의 요소들(4a, 4b) 각각이 삼각(각각의 삼각형들의 모서리들은 서로를 향하고 있고 갭(g)을 둘러싸고 있다) 형상을 갖는 예를 보이고 있다. 안테나 구조(4)가 갭(g)만큼 이격된 요소들(4a, 4b)을 포함하기 때문에, 이것은 다이폴 안테나를 형성한다. 요소들(4a, 4b)(이를테면 도 2b의 경우에) 의 예리한 모서리들은 이하 기술되는 바와 같이 갭 영역에서 잇점이 있게 증강된 전계가 생기게 한다는 사실에 기인하여 바람직한 것임에 유의해야 한다.2A shows an example in which each of the elements 4a and 4b of the antenna structure 4 has a square shape, and FIG. 2B shows that each of the elements 4a and 4b of the antenna structure 4 is triangulated (each triangle). The corners of the field face each other and surround the gap g). Since the antenna structure 4 comprises elements 4a and 4b spaced apart by a gap g, this forms a dipole antenna. It should be noted that the sharp edges of the elements 4a, 4b (such as in the case of FIG. 2b) are preferred due to the fact that they produce an advantageously enhanced electric field in the gap region as described below.

안테나 구조(4)의 요소들(4a, 4b)은 반도체막(3)의 표면에 평행한 방향들로 10 ㎛ 내지 1000 ㎛의 치수들을 포함한다. 반도체막(3)의 표면에 수직한 방향으로, 안테나 구조(4)는 0.5 ㎛ 내지 100 ㎛, 가능하게는 300 ㎛까지의 치수들을 포함한다. 갭(g)은 10 nm 내지 10 ㎛의 폭 Δ(요소 4a에서 요소 4b까지)을 갖는다.The elements 4a, 4b of the antenna structure 4 comprise dimensions of 10 μm to 1000 μm in directions parallel to the surface of the semiconductor film 3. In a direction perpendicular to the surface of the semiconductor film 3, the antenna structure 4 comprises dimensions from 0.5 μm to 100 μm, possibly up to 300 μm. The gap g has a width Δ (element 4a to element 4b) of 10 nm to 10 μm.

예를 들면, THz 주파수 범위 안테나(1)는 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, THz 주파수 발생기(5)와 THz 주파수 검출기(6) 사이에 배열될 수 있다. THz 주파수 발생기(5) 및 THz 주파수 검출기(6)는 도 1에 개략적으로만 도시된 것에 유의해야 한다. THz 주파수 발생기(5)는 구성된 반도체막(3) 상에서 THz 주파수 범위에서 표면 플라스몬들을 발생시킨다. THz 주파수 범위 검출기(6)는 THz 주파수 표면 플라스몬들을 검출하도록 구성된다. THz 주파수 범위 발생기(5) 및 THz 주파수 범위 검출기(6)에 의해 형성된 THz 경로는 예를 들면 펨토초 레이저 및 비선형 결정들을 이용하거나 콤팩트한 전전자식 버전에 집적될 수 있다.For example, the THz frequency range antenna 1 may be arranged between the THz frequency generator 5 and the THz frequency detector 6, as schematically shown in FIG. 1. It should be noted that the THz frequency generator 5 and the THz frequency detector 6 are only shown schematically in FIG. 1. The THz frequency generator 5 generates surface plasmons on the configured semiconductor film 3 in the THz frequency range. The THz frequency range detector 6 is configured to detect THz frequency surface plasmons. The THz path formed by the THz frequency range generator 5 and the THz frequency range detector 6 can be integrated, for example, using femtosecond lasers and nonlinear crystals or in a compact all-electronic version.

위에 기술된 바와 같이, 안테나 구조들(4)은 안테나 구조 근처에 전계를 국부적으로 증강시킬 수 있음이 발견되었다. 또한, 이러한 안테나 구조들(4)로는 요소들(4a, 4b) 간에 갭에 전계를 집중시키고 입사 전계의 세기에 103배 정도로 거대 전계 증강을 달성하는 것이 가능하다. 이들 효과들은 THz 주파수 범위에서 플라스몬 공진들의 발생에 기인한다. 전계가 집중되고 전계가 증강됨으로서 전자기 THz 방사선과 안테나의 영역에 놓여진 물질과의 상호작용이 증강될 수 있다. 이 효과는 화합물 감지 응용들(감지 응용들에서 사용되는 THz 주파수 범위 안테나의 예에 있어서)에서 개선된 감도를 달성하는데 이용될 수 있다. 안테나들의 달성된 플라스몬 공진은 산란 단면적에서 스펙트럼적 공진을 특징으로 한다. 따라서, 실시예들에 따라, THz 주파수 범위에서 플라스몬 공진들을 지원하며 반도체 물질로 만들어진 THz 주파수 범위 안테나들이 제공된다. 감지 응용들에 관련하여, THz 주파수 범위에서 분자들의 특정한 스펙트럼 시그니처들에 기인하여 센서들의 본연의 감도때문에 THz 주파수 범위에서 동작은 매우 잇점이 있다.As described above, it has been found that the antenna structures 4 can locally enhance the electric field near the antenna structure. In addition, with such antenna structures 4 it is possible to concentrate the electric field in the gap between the elements 4a, 4b and to achieve a huge electric field enhancement up to 10 3 times the intensity of the incident electric field. These effects are due to the generation of plasmon resonances in the THz frequency range. As the electric field is concentrated and the electric field is enhanced, the interaction of the electromagnetic THz radiation with the material placed in the area of the antenna may be enhanced. This effect can be used to achieve improved sensitivity in compound sensing applications (in the example of a THz frequency range antenna used in sensing applications). The achieved plasmon resonance of the antennas is characterized by spectral resonances in the scattering cross section. Thus, according to embodiments, THz frequency range antennas are provided that support plasmon resonances in the THz frequency range and are made of semiconductor material. With regard to sensing applications, operation in the THz frequency range is very advantageous because of the inherent sensitivity of the sensors due to the specific spectral signatures of the molecules in the THz frequency range.

기술된 THz 주파수 범위 안테나들은 원장 스펙트럼(far field spectrum)에서 특징적 공진 특성들을 나타낸다. THz 주파수 범위 안테나들의 소멸 단면적은 표면 플라스몬들의 공진 주파수 근방에서 증강을 나타낸다. 이것은 예를 들면 전송 실험에서 검출될 수 있다. 소멸 단면적의 형상에서의 변화들은 주변환경과의 상호작용에 의해 나타난다. 예를 들면, 특히, 관련 영역에서 강한 흡수선들을 갖는 기체의 존재는 기술된 THz 주파수 범위 안테나들로 검출될 수 있다.The THz frequency range antennas described exhibit characteristic resonance characteristics in the far field spectrum. The extinction cross section of the THz frequency range antennas shows an enhancement near the resonant frequency of the surface plasmons. This can be detected for example in transmission experiments. Changes in the shape of the extinction cross-sectional area are manifested by interactions with the environment. For example, in particular, the presence of gas with strong absorption lines in the relevant area can be detected with the described THz frequency range antennas.

갭 주위에 위치된 전자기장의 기술된 거대 증강은 강한 THz 주파수 장이 요구되는 곳에 적용할 수 있다. 예를 들면, 비선형 효과는 전자기장과 이 영역에 있는 물질 간에 더 강한 상호작용의 결과로서 증강될 것이다. 따라서, 센서 응용에 관련하여 센서들의 증가된 감도가 얻어질 것이다.The described large enhancement of the electromagnetic field located around the gap is applicable where a strong THz frequency field is required. For example, the nonlinear effect will be enhanced as a result of the stronger interaction between the electromagnetic field and the material in this region. Thus, increased sensitivity of the sensors in relation to the sensor application will be obtained.

이러한 THz 주파수 범위 안테나들의 갭(g)의 영역에서 달성되는 전계 증강 에 대한 예들이 도 2a 및 도 2b를 참조하여 주어질 것이다. 도 3a은 사각 형상의 InSb 안테나에 대해 로그 스케일로 1.62 THz의 주파수에서 전계의 근장 세기의 분포를 도시한 것이다. 수평축은 반도체막(3)의 표면에 평행한 제 1 축선에 대응하며, 수직축은 유전체와의 계면에 수직한 안테나의 높이에 대응한다. 표시된 결과는 전자기장 솔버(electromagnetic field solver)를 사용한 2D 계산으로부터 얻어진다. 안테나 단면적들의 2D 계산들은 3D 구조들을 적절하게 기술함을 보였다(O.L. Muskens, J.Gomez-Rivas, V.Giannini, and J.A. Sanchez-Gil, "Optical scattering resonances of single and coupled dimer plasmonic nanoantennas" Opt. Expr. Vol. 15, pp. 17736-17746, Dec. 2007). 그레이-스케일은 입사 전계의 세기에 대해 정규화된 전계 세기에 대응한다. 요소들(4a, 4b) 및 갭(g)은 도면에서 명확하게 볼 수 있다. 도 3a에서 볼 수 있는 바와 같이, 갭(g) 영역에서 전계의 거대 증강이 일어난다.Examples of the field enhancement achieved in the region of the gap g of these THz frequency range antennas will be given with reference to FIGS. 2A and 2B. FIG. 3A shows the distribution of the field strength of the electric field at a frequency of 1.62 THz on a logarithmic scale for a square InSb antenna. The horizontal axis corresponds to the first axis parallel to the surface of the semiconductor film 3, and the vertical axis corresponds to the height of the antenna perpendicular to the interface with the dielectric. The results shown are obtained from 2D calculations using an electromagnetic field solver. 2D calculations of antenna cross-sectional areas have been shown to adequately describe 3D structures (OL Muskens, J.Gomez-Rivas, V. Giannini, and JA Sanchez-Gil, "Optical scattering resonances of single and coupled dimer plasmonic nanoantennas" Opt. Expr Vol. 15, pp. 17736-17746, Dec. 2007). The gray-scale corresponds to the field strength normalized to the intensity of the incident field. The elements 4a, 4b and the gap g are clearly visible in the figure. As can be seen in FIG. 3A, a large build up of the electric field occurs in the gap g region.

도 3b는 2 THz의 주파수에서 요소들(4a, 4b) 의 삼각 (보-타이) 형상에 대해 대응하는 예시를 도시한 것이다. 거대 전계 증강이 갭(g) 영역에서 발생함을 볼 수 있다.3b shows a corresponding example for the triangular (beam-tie) shape of the elements 4a, 4b at a frequency of 2 THz. It can be seen that large field enhancement occurs in the gap g region.

따라서, 기술된 THz 주파수 범위 안테나들에 있어서, 플라스몬 공진의 여기는 근접장에서 안테나 구조(4)의 갭에서 몇 자리수의 크기의 증강 배율로 강한 전계를 유발한다. 이 증강은 안테나 구조(4)가 입사 전계와의 상호작용이 증가함을 나타내는 것이다.Thus, in the described THz frequency range antennas, the excitation of the plasmon resonance causes a strong electric field with augmented magnification of several orders of magnitude in the gap of the antenna structure 4 in the near field. This augmentation indicates that the antenna structure 4 increases the interaction with the incident electric field.

제시된 THz 주파수 범위 안테나의 또 다른 특징을 다음에 기술한다. THz 주파수 범위 안테나(1)가 반도체 물질로부터 형성됨에 따라, THz 주파수 범위 안테나의 특징들은 다수의 방법들로 쉽게 수정될 수 있다.Another feature of the presented THz frequency range antenna is described below. As the THz frequency range antenna 1 is formed from a semiconductor material, the features of the THz frequency range antenna can be easily modified in a number of ways.

플라스몬 공진들은 안테나의 유전 환경만이 아니라 안테나를 만들기 위해 사용되는 물질의 형상, 크기, 및 유전상수에 크게 좌우됨이 발견되었다. 특히, 소멸 단면적들의 전계 증강들 및 크기는 안테나의 기하형태에 크게 좌우된다. 공진 상태는 안테나 구조의 길이 및 폭, 안테나 구조의 두께, 및 갭 폭과 같은 몇몇 기하학적 파라미터들에 따른다. 공지의 반도체 프로세싱 기술들을 사용하여, 안테나 구조(4)의 요소들(4a, 4b)의 형상, 요소들(4a, 4b)의 크기 및 갭(g)의 폭은 프로세싱 단계에서 편리하게 정해질 수 있다.It has been found that plasmon resonances depend not only on the dielectric environment of the antenna, but also on the shape, size, and dielectric constant of the materials used to make the antenna. In particular, the field enhancements and the magnitude of the extinction cross-sectional areas are highly dependent on the geometry of the antenna. The resonant state depends on several geometric parameters such as the length and width of the antenna structure, the thickness of the antenna structure, and the gap width. Using known semiconductor processing techniques, the shape of the elements 4a and 4b of the antenna structure 4, the size of the elements 4a and 4b and the width of the gap g can be conveniently determined in the processing step. have.

도 4를 참조하여, 안테나 구조(4)의 치수들에 따라 갭(g) 영역에서 전계의 증강이 어떻게 달성되는지가 설명될 것이다. 도 4는 사각형 안테나 구조(4)(도 2a와 유사한) 에 대해서 달성된 갭 전계 증강 |E|2을 1.5 THz의 주파수에 있어서 길이 L (x-축) 및 갭 폭 Δ(y-축)의 함수로서 그레이스케일로 도시한 것이다. 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 파라미터들 L 및 Δ의 변화는 안테나 구조(4)의 갭(g)에서 전계 증강의 강한 변화를 유발한다. 특히, 갭(g)에서 전계의 큰 증강들은 30 ㎛ < L < 50 ㎛ 및 Δ < 1.5 ㎛에서 달성된다. 3 ㎛ 내지 1 ㎛ 미만의 갭 폭 D의 변화는 갭(g)에서 전계의 증강에 있어 한 자리수의 크기의 변화를 초래함에 유의해야 한다. 일반적으로, 갭(g)에서 전계의 늘어난 증강은 갭(g)의 폭 Δ이 감소될 때 달성됨이 발견되었다. 또한, 갭 영역에서 전계의 큰 증강들은 100 nm 이하의 정도의 갭 폭들로 달성될 수 있다.Referring to FIG. 4, how the enhancement of the electric field in the gap g region is achieved according to the dimensions of the antenna structure 4. 4 shows the gap field enhancement | E | achieved for a rectangular antenna structure 4 (similar to FIG. 2A). 2 is shown in grayscale as a function of length L (x-axis) and gap width Δ (y-axis) at a frequency of 1.5 THz. As can be seen in FIG. 4, the change in parameters L and Δ causes a strong change in the field enhancement in the gap g of the antenna structure 4. In particular, large buildups of the electric field in the gap g are achieved at 30 μm <L <50 μm and Δ <1.5 μm. It should be noted that a change in gap width D of between 3 μm and less than 1 μm results in a single digit change in the enhancement of the electric field in the gap g. In general, it has been found that increased buildup of the electric field in the gap g is achieved when the width Δ of the gap g is reduced. In addition, large enhancements of the electric field in the gap region can be achieved with gap widths on the order of 100 nm or less.

요약하면, 갭(g) 폭을 감소시키면 전계 강도가 증가하여 감도가 높아지게 됨을 알았다. 유사하게, 안테나 구조(4)에서 하나 이상의 첨예한 모서리들은 또한 전계 강도 및 이에 따라 감도를 향상시킨다(도 3b와 비교).In summary, it was found that decreasing the gap g width increased the field strength and thus the sensitivity. Similarly, one or more sharp edges in the antenna structure 4 also improve the field strength and hence the sensitivity (compare FIG. 3B).

반도체 프로세싱 기술들을 이용하여, 갭 폭이 동작 동안 가변될 수 있는 THz 주파수 범위 안테나가 제공될 수 있다. 이 경우에, THz 주파수 범위 안테나는 조절가능한 폭 Δ을 가진 갭(g)을 포함한다. 예를 들면, 이것은 (정적) 전계를 인가하여 갭 폭이 가변되게 하는 압전 물질들을 사용하여 달성될 수 있다. 예를 들면, 압전 물질이 기판으로서 사용될 수 있고 또는 압전 물질(10)로 된 중간층이 예를 들면 기판(2)과 반도체막(3) 사이에 제공될 수 있다. 후자의 경우를 도 1에 점선으로 개략적으로 나타내었다. 이들 경우들에 있어서, 안테나 구조(4)의 갭(g)은 전기적으로 제어될 수 있다.Using semiconductor processing techniques, a THz frequency range antenna may be provided in which the gap width may vary during operation. In this case, the THz frequency range antenna comprises a gap g with an adjustable width Δ. For example, this can be accomplished using piezoelectric materials that apply a (static) electric field to vary the gap width. For example, a piezoelectric material may be used as the substrate or an intermediate layer of piezoelectric material 10 may be provided, for example, between the substrate 2 and the semiconductor film 3. The latter case is schematically illustrated in dashed lines in FIG. 1. In these cases, the gap g of the antenna structure 4 can be electrically controlled.

또한, 갭(g)의 폭 Δ이 감소할 때, 표면 플라스몬 공진의 중심 파장이 시프트된다. 따라서, 이 중앙 파장의 위치는 갭 폭 Δ을 변화시킴으로써 튜닝될 수 있다.Also, when the width Δ of the gap g decreases, the center wavelength of the surface plasmon resonance is shifted. Thus, the position of this central wavelength can be tuned by changing the gap width Δ.

대안으로서 또는 추가로, THz 주파수 범위 안테나(1)의 특성들은 반도체막(3) 및/또는 안테나 구조(4)에서 캐리어 농도 또는 캐리어 이동도를 변화시킴으로써 수정될 수 있다. 도 5는 갭(g)의 서로 다른 폭들 Δ에 대해서 전자 농도(x-축)의 함수로서 갭(y-축)에서 전계의 증강의 종속성을 도시한 것이다. 도 5는 반도체 물질로서 InSb 및 1.5 THz의 주파수에 대한 종속성을 도시한다. 플라스몬 THz 주파수 범위 안테나(1)의 동작은 반도체 물질의 전자적 특성들에 강하게 좌우됨을 알 수 있다. 따라서, 갭(g)에서 전계의 실제로 발생하는 증강은 캐리어 농도를 변화시킴으로써 제어될 수 있다. 또한, THz 주파수 범위 안테나(1)의 공진 주파수의 위치는 캐리어 농도를 변화시킴으로써 변경될 수 있다. 이것은 THz 주파수 범위 안테나(1)가 캐리어 농도를 변화시킴으로써 튜닝될 수 있음을 의미한다. 이것은 공진의 스펙트럼 위치 및 따라서 검출될 분광 특징들과의 중첩을 조절할 가능성을 갖게 한다. 결국, 이것은 감도가 증가되게 한다.Alternatively or in addition, the characteristics of the THz frequency range antenna 1 can be modified by changing the carrier concentration or carrier mobility in the semiconductor film 3 and / or antenna structure 4. 5 shows the dependence of the enhancement of the electric field on the gap (y-axis) as a function of the electron concentration (x-axis) for the different widths Δ of the gap g. 5 shows the dependence on the frequency of InSb and 1.5 THz as the semiconductor material. It can be seen that the operation of the plasmon THz frequency range antenna 1 is strongly dependent on the electronic properties of the semiconductor material. Therefore, the actually occurring buildup of the electric field in the gap g can be controlled by changing the carrier concentration. In addition, the position of the resonance frequency of the THz frequency range antenna 1 can be changed by changing the carrier concentration. This means that the THz frequency range antenna 1 can be tuned by varying the carrier concentration. This gives the possibility of adjusting the spectral position of the resonance and thus the overlap with the spectral features to be detected. In turn, this causes the sensitivity to be increased.

캐리어 농도를 변화시키는 것은 예를 들면 온도를 변화시키거나(느린 변조/느린 변화들을 할 수 있게 한다), 광학적 여기에 의해서(고속 변조/고속 변화들을 가능하게 한다), 전기적으로 캐리어 주입(고속 변조/고속 변화들을 가능하게 한다)을 통해서, 등등에 의해 실현될 수 있다.Changing the carrier concentration, for example, by changing the temperature (allowing for slow modulations / slow changes), or by optical excitation (allowing for fast modulations / fast changes), or electrically injecting carriers (high speed modulation). / Enables fast changes), and so on.

또한, 캐리어 농도를 변화시킴으로써, THz 주파수 범위 안테나(1)의 산란 단면적은, 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 변경될 수 있다. 도 6은 사각형상 요소들(4a, 4b)를 가진 안테나 구조(4)를 포함하는 InSb-기반 THz 주파수 범위 안테나에 대한 정규화된 산란 단면적을 도시한 것이다. 도 6은 서로 다른 캐리어 농도들(기호들이 서로 다르다)에 대한 주파수(x-축)의 함수로서 산란 단면적(y-축)의 종속성을 도시한 것이다. 값들은 1 ㎛의 갭 폭 Δ, 40 ㎛의 요소들(4a, 4b) 및 5 ㎛의 안테나 구조의 높이를 가진 안테나 구조에 대응한다.In addition, by changing the carrier concentration, the scattering cross-sectional area of the THz frequency range antenna 1 can be changed, as can be seen in FIG. 6. FIG. 6 shows a normalized scattering cross-sectional area for an InSb-based THz frequency range antenna comprising an antenna structure 4 with square elements 4a, 4b. FIG. 6 shows the dependence of the scattering cross-sectional area (y-axis) as a function of frequency (x-axis) for different carrier concentrations (symbols are different). The values correspond to an antenna structure with a gap width Δ of 1 μm, elements 4a and 4b of 40 μm and a height of the antenna structure of 5 μm.

유사한 방식으로, 캐리어 농도를 변화시킴으로써 THz 주파수 범위 안테나(1)의 튜닝에 관하여 기술한 바와 같이, THz 주파수 범위 안테나(1)의 특성들은 반도체 물질에 캐리어 이동도를 변화시킴으로써 조절될 수 있다.In a similar manner, as described with regard to tuning of the THz frequency range antenna 1 by varying the carrier concentration, the characteristics of the THz frequency range antenna 1 can be adjusted by varying the carrier mobility in the semiconductor material.

결국, 공진을 능동적으로 수정/튜닝하고 따라서 증강 및 산란 단면적 둘 다를 튜닝할 가능성을 제공하는 THz 주파수 범위 안테나(1)가 제공된다. 이러한 THz 주파수 범위 안테나(1)는 많은 응용들에 적합하다. 예를 들면, 공진을 능동적으로 수정하는 가능성은 특정 주파수에서 전계의 증강을 튜닝하는데 사용될 수 있다. 이 특징은 안테나 구조(4)의 영역에서 공진을 기지의 변조 레이트로 튜닝하고 검출기를 이 튜닝된 신호에 고정시킴으로써 감도 증강을 위해 특정 THz 주파수에서 신호와 배경잡음 간을 구별하기 위해 사용될 수 있다.As a result, there is provided a THz frequency range antenna 1 which offers the possibility of actively correcting / tuning the resonance and thus tuning both augmentation and scattering cross-sectional areas. This THz frequency range antenna 1 is suitable for many applications. For example, the possibility of actively correcting the resonance can be used to tune the enhancement of the electric field at certain frequencies. This feature can be used to distinguish between signal and background noise at a specific THz frequency for sensitivity enhancement by tuning resonance at a known modulation rate in the region of the antenna structure 4 and fixing the detector to this tuned signal.

한편, 공진을 능동적으로 수정하는 가능성은 분광 특징들을 통해 스캔하기 위해 전계 증강이 일어나는 주파수를 수정하기 위해 사용될 수 있다. 이들 특징들은 편리하게 능동 센서들 및 변조기들에서 활용될 수 있다.On the other hand, the possibility of actively correcting the resonance can be used to correct the frequency at which field enhancement occurs to scan through the spectral features. These features can be conveniently utilized in active sensors and modulators.

일 양태에 따라, 이제 기술되는 바와 같이 튜닝가능한 THz 송신기가 실현될 수 있다. 먼저, 어떤 동작 범위(위에 개괄한 바와 같이 제조 프로세스의 가능성들을 활용함으로써)에 대하여 THz 주파수 범위 안테나(1)가 설계된다. 원장에서 공진의 전형적인 선폭은 약 1 THz가 될 것이다. 안테나의 중심 파장은 안테나 구조(4)의 길이, 폭, 또는 두께를 변경시킴으로써 설계될 수 있다. 이어서, 사후 제조, 즉 "동작에서" 튜닝은 위에서 설명된 바와 같이, 갭 폭 Δ을 변화시킴으로써 달성될 수 있다. 이것은 예를 들면 압전 물질들을 사용하여 달성될 수 있다. 갭(g)의 폭 Δ이 감소할 때, 표면 플라스몬 공진의 중심 파장이 시프트된다. 즉, 공진에서 멀어지게 이동되었을 때, 전계 증강의 크기는 감소한다. 따라서, THz 주파수 범위 안테나(1)의 동적 동작이 가능해진다. 또한, THz 주파수 범위 안테나(1)는 위에 기술된 바와 같이, 캐리어 농도 및/또는 캐리어 이동도를 변화시킴으로써 튜닝될 수 있다.According to one aspect, a tunable THz transmitter can be realized as now described. First, the THz frequency range antenna 1 is designed for a certain operating range (by utilizing the possibilities of the manufacturing process as outlined above). The typical line width of resonance at the ledger will be about 1 THz. The center wavelength of the antenna can be designed by changing the length, width, or thickness of the antenna structure 4. Post-production, ie “in operation” tuning, can then be accomplished by varying the gap width Δ, as described above. This can be achieved for example using piezoelectric materials. When the width Δ of the gap g decreases, the center wavelength of the surface plasmon resonance is shifted. In other words, when moved away from resonance, the magnitude of the field enhancement decreases. Thus, dynamic operation of the THz frequency range antenna 1 becomes possible. In addition, the THz frequency range antenna 1 may be tuned by varying carrier concentration and / or carrier mobility, as described above.

따라서, 스텍트럼 스캐닝 및 변조를 위한 전계 증강 (감도) 및 공진의 위치 둘 다를 능동적으로 제어할 수 있게 하는 반도체 물질들에 기초한 신규한 전자기 THz 주파수 범위 안테나가 제공된다.Thus, a novel electromagnetic THz frequency range antenna based on semiconductor materials is provided that enables the active control of both the field enhancement (sensitivity) and the location of resonance for spectrum scanning and modulation.

THz 주파수 범위 안테나(1)가 감지 응용들용으로 사용될 때, 감지될 대상은 전계가 거대하게 증강되는 안테나 갭(g)에 집중될 수 있다. 따라서, 갭(g)의 영역은 감지 요소로서 기능화될 수 있다.When the THz frequency range antenna 1 is used for sensing applications, the object to be sensed can be concentrated in the antenna gap g where the electric field is greatly enhanced. Thus, the region of the gap g can be functionalized as a sensing element.

증가된 감도의 잇점을 가질 THz 분광 장치들 같은 감지 시스템들에 적용 외에도, THz 주파수 범위 안테나(1)는 또한 통신 시스템들, 이미징 시스템들, 신호 프로세싱 시스템들, 광 변조 시스템들, 등과 같은 그외 많은 다른 응용들에서도 사용될 수 있다. THz 주파수 범위 안테나(1)는, 예를 들면, 화학 (기체) 검출 및/또는 생체 검출을 위한 센서들에서, 유기 또는 전자 물질들의 비파괴적 조사를 위해 폴리머들 및 소 분자들과 같은 유기 물질들의 조사를 위한 조사 툴들에서, 이미징 시스템들에서, 의료 시스템들(생체 물질들의 조사와 같은)에서, 통신 장치들을 위한 변조기들에서, 생체 진단 장치들(예를 들면 호흡 분석을 위한)에서, 등등에서 사용될 수 있다.In addition to application to sensing systems such as THz spectroscopy devices that would benefit from increased sensitivity, the THz frequency range antenna 1 may also be used for many other applications, such as communication systems, imaging systems, signal processing systems, light modulation systems, and the like. It can also be used in other applications. The THz frequency range antenna 1 can be used for organic materials such as polymers and small molecules for nondestructive investigation of organic or electronic materials, for example in sensors for chemical (gas) detection and / or biometric detection. In irradiation tools for irradiation, in imaging systems, in medical systems (such as irradiation of biomaterials), in modulators for communication devices, in biopsy devices (eg for respiratory analysis), and so on. Can be used.

안테나 구조(4)의 제안된 작은 갭에 의해 달성되는 서브-파장 볼륨들에의 THz 방사선의 국부화는 THz 주파수 범위에서 전자기 방사선에 반응하는 물질을 국부적으로 조사할 수 있는 경로를 열었다. 결국, 1 ㎛ 정도까지 낮춘 증강된 감도 및 서브-파장 조사가 가능해진다.The localization of THz radiation in the sub-wavelength volumes achieved by the proposed small gap of the antenna structure 4 opened the way to locally irradiate the material in response to electromagnetic radiation in the THz frequency range. As a result, enhanced sensitivity and sub-wavelength irradiation down to about 1 μm are possible.

Claims (15)

THz 주파수 범위 안테나에 있어서,
상기 THz 주파수 범위에서 표면 플라스몬들을 나타내도록 적응된 표면을 갖는 반도체막(3)을 포함하며,
상기 반도체막(3)의 표면은 상기 THz 주파수 범위에서 국부화된 표면 플라스몬 공진들을 지원하도록 구성된 안테나 구조(4)를 형성하도록 구성된, THz 주파수 범위 안테나.In the THz frequency range antenna,
A semiconductor film 3 having a surface adapted to exhibit surface plasmons in the THz frequency range,
The surface of the semiconductor film (3) is configured to form an antenna structure (4) configured to support surface plasmon resonances localized in the THz frequency range. 제 1 항에 있어서,
상기 안테나 구조(4)는 상기 반도체막(3)의 표면 안에 또는 표면 상에 구성되고 상기 반도체막의 표면에 평행한 방향으로 서로 간에 갭(g)만큼 이격된 적어도 2개의 요소들(4a, 4b)을 포함하는, THz 주파수 범위 안테나.The method of claim 1,
The antenna structure 4 is constructed in or on the surface of the semiconductor film 3 and at least two elements 4a and 4b spaced apart from each other by a gap g in a direction parallel to the surface of the semiconductor film 3. Including, THz frequency range antenna. 제 2 항에 있어서,
상기 갭(g)은 10 nm 내지 10 ㎛, 바람직하게는 50 nm 내지 200 nm의 범위 내의 폭(Δ)을 갖는, THz 주파수 범위 안테나.The method of claim 2,
Wherein the gap g has a width Δ in the range of 10 nm to 10 μm, preferably 50 nm to 200 nm. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 안테나 구조(4)는 상기 반도체막(3)과 동일한 물질로 구성되는, THz 주파수 범위 안테나.The method according to any one of claims 1 to 3,
And the antenna structure (4) is made of the same material as the semiconductor film (3). 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
미리 결정된 분자들을 부착하도록 적응된 기능화된 표면이 제공되는 것을 특징으로 하는, THz 주파수 범위 안테나.The method according to any one of claims 1 to 4,
A THz frequency range antenna, characterized in that a functionalized surface is provided that is adapted to attach predetermined molecules. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반도체막(3)은 0.5 ㎛ 내지 300 ㎛, 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 100 ㎛의 범위 내의 두께를 갖는, THz 주파수 범위 안테나.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The semiconductor film (3) has a THz frequency range antenna having a thickness in the range of 0.5 µm to 300 µm, preferably 0.5 µm to 100 µm. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반도체막(3)은 상기 THz 주파수 범위에서 전자기 방사에 대해 투명한 기판 (2) 상에 구성된, THz 주파수 범위 안테나.7. The method according to any one of claims 1 to 6,
The semiconductor film (3) is configured on a substrate (2) transparent to electromagnetic radiation in the THz frequency range. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
THz 주파수 발생기(5)와 THz 주파수 검출기(6) 간에 삽입되도록 구성된, THz 주파수 범위 안테나.The method according to any one of claims 1 to 7,
THz frequency range antenna, configured to be inserted between the THz frequency generator 5 and the THz frequency detector 6. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
압전 기판 또는 압전 중간층(10)을 포함하는, THz 주파수 범위 안테나.The method according to any one of claims 1 to 8,
A THz frequency range antenna, comprising a piezoelectric substrate or piezoelectric intermediate layer (10). 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반도체막(3)은 InSb 또는 InAs을 베이스 물질로서 포함하는, THz 주파수 범위 안테나.10. The method according to any one of claims 1 to 9,
Wherein the semiconductor film (3) comprises InSb or InAs as the base material. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 안테나 구조(4)는 상기 표면 플라스몬 공진들의 전계가 상기 안테나 구조의 영역에서 국부적으로 증강되도록 구성되는, THz 주파수 범위 안테나.12. The method according to any one of claims 1 to 11,
The antenna structure (4) is configured such that the electric field of the surface plasmon resonances is locally enhanced in the region of the antenna structure. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 상기 THz 주파수 범위 안테나를 포함하는 상기 THz 주파수 범위에서 동작하는 것인, 전자 시스템. An electronic system operating in the THz frequency range comprising the THz frequency range antenna according to claim 1. 제 12 항에 있어서,
상기 시스템은 감지 시스템, 통신 시스템, 이미징 시스템, 신호 처리 시스템, 및 광 변조 시스템 중 하나인, 전자 시스템.The method of claim 12,
The system is one of a sensing system, a communication system, an imaging system, a signal processing system, and an optical modulation system. THz 신호와 배경잡음 간을 구별하기 위한 시스템에 있어서,
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 상기 THz 주파수 범위 안테나를 포함하는 변조기로서, 상기 THz 주파수 범위 안테나의 영역에서 표면 플라스몬들의 공진이 미리 결정된 변조 레이트로 튜닝 온 및 튜닝 오프 되도록 구성되는, 상기 변조기, 및
상기 미리 결정된 변조 레이트에 의해 제어되는 검출기를 포함하는, 시스템.In a system for distinguishing between a THz signal and a background noise,
12. A modulator comprising the THz frequency range antenna according to any one of claims 1 to 11, wherein the resonance of surface plasmons in the region of the THz frequency range antenna is tuned on and tuned off at a predetermined modulation rate. The modulator, and
A detector controlled by the predetermined modulation rate. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 상기 THz 주파수 범위 안테나의 응답을 튜닝하는 방법에 있어서,
상기 안테나 구조(4)의 기하형태를 바꾸거나 상기 반도체막(3)의 물질 특징들을 바꿈으로써 상기 응답을 튜닝하는 단계를 포함하는, THz 주파수 범위 안테나의 응답을 튜닝하는 방법.12. A method for tuning the response of the THz frequency range antenna according to any one of claims 1-11.
Tuning the response by changing the geometry of the antenna structure (4) or by changing the material characteristics of the semiconductor film (3).
KR1020127000116A 2009-10-15 2010-06-04 THz FREQUENCY RANGE ANTENNA KR101695871B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09173166.1 2009-10-15
EP09173166 2009-10-15
PCT/EP2010/057846 WO2010139791A1 (en) 2009-06-03 2010-06-04 Thz frequency range antenna

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120083264A true KR20120083264A (en) 2012-07-25
KR101695871B1 KR101695871B1 (en) 2017-01-13

Family

ID=46714720

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127000116A KR101695871B1 (en) 2009-10-15 2010-06-04 THz FREQUENCY RANGE ANTENNA

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101695871B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5729017A (en) * 1996-05-31 1998-03-17 Lucent Technologies Inc. Terahertz generators and detectors
JP2008053519A (en) * 2006-08-25 2008-03-06 Canon Inc Oscillation element

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5729017A (en) * 1996-05-31 1998-03-17 Lucent Technologies Inc. Terahertz generators and detectors
JP2008053519A (en) * 2006-08-25 2008-03-06 Canon Inc Oscillation element

Also Published As

Publication number Publication date
KR101695871B1 (en) 2017-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5632911B2 (en) THz frequency range antenna
Seo et al. Terahertz biochemical molecule‐specific sensors
Yang et al. Nanomaterial‐based plasmon‐enhanced infrared spectroscopy
US9356178B2 (en) Plasmonic phototransistor
Lévesque et al. Plasmonic planar antenna for wideband and efficient linear polarization conversion
Meng et al. Increasing the sensitivity of terahertz split ring resonator metamaterials for dielectric sensing by localized substrate etching
US10620343B2 (en) Metamaterial for electromagnetic wave filter
US8710444B2 (en) Nanogap device for field enhancement and a system for nanoparticle detection using the same
Glembocki Modulation spectroscopy of semiconductor materials, interfaces, and microstructures: an overview
Jia et al. Complementary chiral metasurface with strong broadband optical activity and enhanced transmission
Sani et al. Anderson localization of surface plasmons in monolayer graphene
Muravev et al. Plasmonic interferometer for spectroscopy of microwave radiation
Wang et al. High-sensitivity detection of trace imidacloprid and tetracycline hydrochloride by multi-frequency resonance metamaterials
KR20120083264A (en) Thz frequency range antenna
Polyushkin et al. Controlling the generation of THz radiation from metallic films using periodic microstructure
Lee et al. High-efficiency optical terahertz modulation of aligned Ag nanowires on a Si substrate
Matsui et al. Terahertz wave emission from plasmonic chiral metasurfaces
Taliercio et al. Plasmonic bio-sensing based on highly doped semiconductors
Liao et al. Plasmonic skyrmions with bound states in the continuum
Kim et al. Enhanced terahertz nonlinear response of GaAs by the tight field confinement in a nanogap
Sugaya et al. Resonant frequency tuning and transmission enhancement of terahertz plasmonic antenna by dielectric engineering
Ivaškevičiūtė-Povilauskienė et al. Advantages of optical modulation in terahertz imaging for study of graphene layers
Wei et al. A mid-IR tunable graphene metasurface for ultrasensitive molecular fingerprint retrieval and refractive index sensing
Šikola et al. Mid-IR plasmonic antennas on silicon-rich oxinitride absorbing substrates: Nonlinear scaling of resonance wavelengths with antenna length
Almond et al. Terahertz polarisation modulator by electronic control of graphene loaded chiral metamaterial device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200103

Year of fee payment: 4