CN108470986B - 一种基于DAST的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器及其制备方法 - Google Patents

一种基于DAST的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108470986B
CN108470986B CN201810258893.8A CN201810258893A CN108470986B CN 108470986 B CN108470986 B CN 108470986B CN 201810258893 A CN201810258893 A CN 201810258893A CN 108470986 B CN108470986 B CN 108470986B
Authority
CN
China
Prior art keywords
dast
film
wave absorber
terahertz wave
layer
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201810258893.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108470986A (zh
Inventor
许向东
王福
谷雨
张敏刚
蒋亚东
成晓梦
周华新
梁倩
景阳阳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Electronic Science and Technology of China
Original Assignee
University of Electronic Science and Technology of China
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 University of Electronic Science and Technology of China filed Critical University of Electronic Science and Technology of China
Priority to CN201810258893.8A priority Critical patent/CN108470986B/zh
Publication of CN108470986A publication Critical patent/CN108470986A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108470986B publication Critical patent/CN108470986B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q17/00—Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
    • H05K9/0073—Shielding materials
    • H05K9/0081—Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于DAST的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器及其制备方法，所述Salisbury屏柔性太赫兹吸波器由表层DAST有机材料层、中间介质薄膜层、底层金属薄膜层三层结构组成，所述表层DAST有机材料层为DAST有机单晶或DAST有机薄膜中的一种，所述DAST有机单晶或DAST有机薄膜在太赫兹波段均有吸收，且所述三层结构满足Salisbury屏太赫兹吸波器的阻抗匹配条件；利用表层DAST有机材料层的太赫兹强吸收使之具有较高的交流电导率，通过设计整体的结构尺寸，实现Salisbury屏柔性太赫兹吸波器与自由空间的阻抗匹配，使整个Salisbury屏柔性太赫兹吸波器结构的反射达到最小，并且使结构所吸收的能量在表层DAST有机材料层内部转化为热能，从而使Salisbury屏柔性太赫兹吸波器获得优良的太赫兹吸收性能。

Description

一种基于DAST的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器及其制备 方法
技术领域
本发明属于太赫兹技术领域，尤其涉及一种基于DAST的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器及其制备方法。
背景技术
太赫兹(terahertz,简称THz)，通常指频率范围在0.1-10THz的电磁波。太赫兹具有高透性，所以可以应用在安检或质检过程中的无损检测领域。而且，太赫兹具有低能性，不会导致光致电离而破坏被检物质，非常适用于针对人体或其他生物样品的活体检查等。此外，太赫兹还具有指纹谱性。所以，太赫兹探测技术不仅能够探测物体的形貌，还能鉴别物体的组分、分析物体的物理化学性质。由于太赫兹这些独特的优点，所以太赫兹技术具有重要的应用前景。
在太赫兹探测技术中，太赫兹波的响应吸收是关键因素。但是，在自然界通常难以寻找到有效的太赫兹响应材料。为此，一种具有天然材料所不具备的超常电磁响应性质的人工复合结构(简称超材料)，越来越引起学术界与工业界的广泛注意(参见R.M.Walser,Proc.SPIE,2001,4467,931.文献)。在各种超材料结构中，超材料吸波器的结构与Salisbury屏吸波器类似，通常均为金属/介质/金属三层结构。由于超材料吸波器的表面金属通常需要制成一定的图形化结构，从而加大了制造难度，而且其制作耗时长、成本高。这些不利因素制约了超材料吸波器在光学和光电子器件中的大规模应用。
另一方面，常规的Salisbury屏吸波器由金属、碳纳米管、石墨烯等导电材料构成吸波器的表面电阻层，使金属/介质/金属的三层结构与自由空间达到阻抗匹配，由此实现Salisbury屏对特定频率的电磁波的强吸收。这种常规的Salisbury屏吸波器具有性能强、制作工艺成熟等优点。但是在太赫兹波段，如果将表层为金属的常规Salisbury屏吸波器用来吸收太赫兹波，则该表层金属膜的厚度需控制在1nm以下。例如，将电导率为3.56×107S/m的Al金属薄膜层用于Salisbury屏吸波器表层，如果实现1.1THz的窄带吸收，对应的方阻为377欧姆，则Al金属薄膜层的厚度约为0.0745nm。但是，当金属薄膜的厚度小于100nm时，其导电率将明显地低于体材料。这是因为缺陷、晶界和表面的电子散射是决定此条件下的金属薄膜导电性的主要因素。当金属膜的厚度在1nm以下时，金属膜的导电率将变得更小。利用现有技术，制作厚度小于1nm的超薄的大面积、均匀、连续的金属薄膜的难度极大(参见M.Woo,M.S.Kim,H.W.Kim,and J.H Jang,Applied Physics Letters,2014,104,132.文献)。与之相比，对于有机吸收材料，它们在特定的频段有强吸收，所以在该吸收频段具有优良的交流电导率(参见Kim,Jinbong,IEEE International Conference on MicrowaveTechnology&Computational Electromagnetics IEEE,2011.pp,17.文献)，其交流电导率的表达式为σ＝2nκωε0。因此，本领域亟待开发制备基于太赫兹强吸收有机材料的柔性太赫兹吸波器件。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述现有的吸波器的表层为金属膜层的现象，导致的制作耗时长、成本高且金属膜层的厚度在1nm以下时，由于因为缺陷、晶界和表面的电子散射使金属膜的交流电导率更小，难以满足太赫兹吸波器的阻抗匹配的问题，本发明提供一种基于DAST的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器及其制备方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种基于DAST的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器，所述Salisbury屏柔性太赫兹吸波器由表层DAST有机材料层、中间介质薄膜层、底层金属薄膜层三层结构组成，所述表层DAST有机材料层为DAST有机单晶或DAST有机薄膜中的一种，所述DAST有机单晶或DAST有机薄膜在太赫兹波段均有吸收，且所述三层结构满足Salisbury屏太赫兹吸波器的阻抗匹配条件。
优选地，所述表层DAST有机材料层的厚度为0.01-1×104μm。
优选地，所述表层DAST有机材料层的厚度为0.5-120μm。
优选地，所述中间介质薄膜层的折射率n为1-5，厚度d为1-100μm；底层金属薄膜层的厚度为0.01-4μm。
优选地，所述中间介质薄膜层的厚度d与折射率n满足关系式d＝λ4n，其中λ为波长。
优选地，所述中间介质薄膜层为聚酰亚胺薄膜、聚乙烯薄膜、聚四氟乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜、苯并环丁烯薄膜、派瑞林薄膜、氮化硅薄膜、氧化硅薄膜、非晶硅薄膜、氧化铁薄膜、氧化钛薄膜、氮化钛薄膜、氧化钒薄膜、氮化钒薄膜、砷化镓薄膜、氮氧化硅薄膜、氧化铝薄膜、氧化铬薄膜和氧化铬铝薄膜中的任一种薄膜或几种的复合膜；所述底层金属薄膜层为铝、金、钛、氮化钛、硅化钛、钛钨合金、钨、硅化钨、氮化钨、镍、硅化镍、氮化镍、钽、氮化钽、铁、铂、铜、银、铬和镍铬合金中的任一种或几种的复合物金属。
本发明能够通过改变表层DAST有机材料层即DAST有机单晶或DAST有机薄膜的厚度、以及中间介质薄膜层和底层金属薄膜层的种类与厚度，调节所述Salisbury屏柔性太赫兹吸波器的太赫兹响应特性。其中，如果选用厚度为51μm、折射率为1.38的聚四氟乙烯薄膜为中间介质薄膜层，以及厚度为0.2μm的Al金属薄膜层为底层金属薄膜层，当表层DAST有机材料层的厚度小于6或8μm(沿DAST有机单晶a轴方向为6μm，沿DAST有机单晶b轴方向为8μm)时，随着表层DAST有机材料层的厚度的增加，所述Salisbury屏柔性太赫兹吸波器在1.1THz处的吸收峰强度逐渐增强；但是，当表层DAST有机材料层超过特定厚度(沿DAST有机单晶a轴方向为6μm，沿DAST有机单晶b轴方向为8μm)，继续增大时，Salisbury屏柔性太赫兹吸波器的太赫兹吸收强度将逐渐降低。
一种基于DAST的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器的制备方法，首先在中间介质薄膜层的下表面沉积一层连续的金属为底层金属薄膜层；再在中间介质薄膜层的上表面沉积一层DAST有机单晶或DAST有机薄膜中的一种为表层DAST有机材料层，最后在一定的条件下退火处理，即得到Salisbury屏柔性太赫兹吸波器。
优选地，一种基于DAST的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器的制备方法，所述制备方法包括以下具体的步骤：
(1)取中间介质薄膜层，所述中间介质薄膜层的折射率n为1-5、厚度d为1-100μm，清洗所述中间介质薄膜层，并干燥处理；
(2)采用电子束蒸发、真空热蒸发、磁控溅射和金属有机物化学气相沉积中的任一种制膜方法，在处理过的所述中间介质薄膜层的下表面沉积一层厚度为0.01-4μm的一层连续金属为底层金属薄膜层；
(3)配制DAST溶液：称取一定量DAST粉末与甲醇、水、乙醇、丙醇、异丁醇、丁醇、戊醇、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙腈或氯代甲烷溶剂中至少一种相混合，搅拌、超声溶解形成均匀的DAST溶液；
(4)利用步骤(3)配制的DAST溶液，在中间介质薄膜层的上表面沉积一层厚度为0.01-1×104μm的DAST有机单晶或DAST有机薄膜中的一种为表层DAST有机材料层，得到中间态的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器，且满足Salisbury屏太赫兹吸波器的阻抗匹配条件；
(5)将上述步骤(4)得到的中间态的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器在特定的条件下退火处理，即得到Salisbury屏柔性太赫兹吸波器。
优选地，所述步骤(4)中表层DAST有机材料层为DAST有机单晶的生长方法为斜板法、籽晶法、溶液蒸发法、挥发溶液法中的任一种；所述步骤(4)中表层DAST有机材料层为DAST有机薄膜的制备方法为旋涂、喷涂、浸渍提拉、刷涂、电沉积、电泳或印刷移植中的一种。
优选地，所述步骤(5)中退火条件为：退火温度为30-250℃；退火气氛为空气、氩气、氖气、氦气、氮气或真空当中的任一种；退火时间为1-180分钟。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器通过采用表层DAST有机材料层，即为DAST有机单晶或DAST有机薄膜中的一种，它们均具有太赫兹吸收性能，因此能够通过表层DAST有机材料层对太赫兹吸收，使其在太赫兹吸收峰位置附近具有较高的交流电导率，再通过设计整体的结构尺寸，实现Salisbury屏柔性太赫兹吸波器的结构与自由空间的阻抗匹配，使整个Salisbury屏柔性太赫兹吸波器结构的反射达到最小，并且可以使其整体结构所吸收的能量在表层DAST有机材料层内部转化为热能，从而使Salisbury屏柔性太赫兹吸波器获得优良的太赫兹吸收性能；
2.本发明的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器的制作方法简单。与传统的超材料吸波器相比较，这种基于DAST的Salisbury屏柔性吸波结构的表层DAST有机材料层为连续的DAST有机单晶或DAST有机薄膜中的一种，表层DAST有机材料层的厚度在微米量级，且无需刻蚀图形，省去了掩模版制作、光刻等环节，制作更简单、成本更低；而且，DAST有机材料具有柔性；重要的是，这是一种兼有有机吸波材料(DAST)与吸波结构(Salisbury屏)的一种全新的柔性太赫兹吸波器，适用于大规模应用在柔性电子器件中；
3.由于Salisbury屏柔性吸波器的表层DAST有机材料层为DAST有机单晶或DAST有机薄膜中的一种，但常规的Salisbury屏的表层为金属，本发明避免了由于金属膜的厚度较小时存在的晶体缺陷、晶界以及表面的电子散射对入射太赫兹波的散射，从而提高太赫兹入射波的吸收率。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是基于DAST的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器的示意图；
图2是为基于DAST有机单晶的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器和单纯DAST有机单晶的太赫兹响应性能仿真结果。其中，(a)为入射偏振光沿DAST有机单晶的a轴入射时，Salisbury屏柔性太赫兹吸波器和单纯DAST有机单晶的太赫兹响应性能的仿真结果比较；(b)为入射偏振光沿DAST有机单晶的b轴入射时，Salisbury屏柔性太赫兹吸波器和单纯DAST有机单晶的太赫兹响应性能的仿真结果比较；
图3是表层DAST有机材料层为不同DAST有机单晶厚度的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器的太赫兹响应仿真结果。其中，(a)为入射偏振光沿DAST有机单晶的a轴入射时，Salisbury屏柔性太赫兹吸波器在不同DAST有机单晶厚度下的太赫兹响应性能的仿真结果；(b)为入射偏振光沿DAST有机单晶的b轴入射时，Salisbury屏柔性太赫兹吸波器在不同DAST有机单晶厚度下的太赫兹响应性能的仿真结果；
图4是表层DAST有机材料层为不同DAST有机薄膜厚度的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器的太赫兹响应测试结果。
附图标记：1-表层DAST有机材料层，2-中间介质薄膜层，3-底层金属薄膜层。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的优选实施例进行详细的描述。
图1为本实施例的基于DAST的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器的示意图。该图显示，所述Salisbury屏柔性太赫兹吸波器由上至下依次包括表层DAST有机材料层1、中间介质薄膜层2和底层金属薄膜层3三层结构组成，所述表层DAST有机材料层为DAST有机单晶或DAST有机薄膜中的一种，即由表层DAST有机材料层/中间介质薄膜层/底层金属薄膜层三层结构所组成。其中，底层金属薄膜层作为反射层，中间介质薄膜层的作用类似于Fabry–Pérot腔，表层DAST有机材料层本身对太赫兹波有吸收，同时起到与自由空间满足阻抗匹配从而提高吸收的作用。
图2所示的是入射偏振光分别沿DAST有机单晶的a轴和b轴入射时，DAST有机单晶的厚度为6μm的单纯DAST有机单晶与同样厚度的DAST有机单晶的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器分别沿a轴和b轴的太赫兹响应性能的仿真结果。从图2中可以看出，单纯的DAST有机单晶在1.1THz处有吸收，沿DAST有机单晶a轴和b轴方向的光吸收率分别为41.9％及31.2％。与之相比，同样厚度DAST有机单晶的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器在1.1THz处沿DAST有机单晶a轴和b轴方向的吸收率分别高达90.3％及77.3％，均远高于单纯的DAST有机单晶。这是因为DAST有机单晶在1.1THz处有强吸收系数，因此在1.1THz附近的交流电导率也相对较高，当与自由空间形成阻抗匹配时，该Salisbury屏柔性太赫兹吸波器在1.1THz处具有更强的太赫兹吸收性能。
本实施例基于DAST的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器的制备方法，包括以下具体步骤：
(1)选取具有一定厚度和折射率的聚四氟乙烯薄膜为中间介质薄膜层，该中间介质薄膜层的厚度d与折射率n满足关系式d＝λ/4n，其中λ为波长，清洗聚四氟乙烯薄膜，并干燥处理；
本步骤中，清洗过程为：先将聚四氟乙烯薄膜放入丙酮溶液中超声清洗10min；取出聚四氟乙烯薄膜，然后放入无水乙醇中超声清洗10min；取出聚四氟乙烯薄膜，再用去离子水冲洗4次，直至清洗干净，最后用氮气将聚四氟乙烯薄膜吹干并加热干燥处理；
(2)采用磁控溅射法，在处理过的聚四氟乙烯薄膜的下表面沉积一层连续的金属薄膜为底层金属薄膜层；
本步骤中，采用磁控溅射法，在聚四氟乙烯薄膜的下表面沉积厚度为0.2μm的一层连续的Al金属薄膜层为底层金属薄膜层；
(3)配制DAST溶液：称取一定量DAST粉末与溶剂相混合，搅拌、超声溶解形成均匀的DAST溶液；
本步骤中，配制DAST溶液的方法为：称取40mg的DAST粉末与5ml的甲醇相混合，搅拌2h、超声1h，使DAST粉末完全溶解，形成均匀的DAST甲醇溶液；
(4)在经(2)金属沉积工艺后的聚四氟乙烯薄膜的上表面沉积一层厚度为0.01-1×104μm的DAST有机薄膜层为表层DAST有机材料层，得到中间态的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器，满足太赫兹吸波器的阻抗匹配；
本步骤中，采用N2作为高压气体源，喷出气压为0.2MPa，喷笔喷出溶液处距离聚四氟乙烯薄膜高度为20cm，每次喷涂时间为60s，喷涂4或8个周期，在聚四氟乙烯介质层的上表面上沉积一层厚为2μm或4μm的DAST有机薄膜为表层DAST有机材料层；
(5)将上述步骤(4)得到的中间态的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器在特定的条件下退火处理，即得到Salisbury屏柔性太赫兹吸波器。
本步骤中，将上述中间态的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器在N2环境下180℃退火1h处理，即得到Salisbury屏柔性太赫兹吸波器。
关于表层DAST有机材料层为DAST有机薄膜的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器的制备方法还可以通过将所述步骤(4)中的喷涂方法，用旋涂、浸渍提拉、刷涂、电沉积、电泳或印刷移植中的任一项方法替换制得。
另外，表层DAST有机材料层为DAST有机单晶的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器的制备方法可以通过将步骤(4)替换为斜板法、籽晶法、溶液蒸发法、挥发溶液法中的任何一种而制得。
经如下分析，可证明本实施例的基于DAST的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器可以通过表层DAST有机材料层为DAST有机单晶的厚度的改变来影响太赫兹吸收强度，是性能优良的太赫兹滤波吸波器。
使用CST微波工作室软件对滤波结构进行仿真。仿真时，吸波器结构如图1所示，底层金属薄膜层的厚度为0.2μm，中间介质薄膜层的厚度为51μm，表层DAST有机材料层为DAST有机单晶的厚度依次取0.5μm、1μm、2μm、3μm、4μm、6μm、8μm、10μm和12μm。仿真参数为：中间介质薄膜层的介电常数为1.9044，损耗角正切为0；底层金属薄膜层为Al金属薄膜层的电导率为3.56×107S/m。此外，使用太赫兹时域光谱仪对实施例制作的基于DAST的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器进行吸收性能测试。
图3为本实施例的基于DAST的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器在表层DAST有机材料层为DAST有机单晶的不同厚度下的吸收仿真结果。其中，选用厚度为51μm、折射率为1.38的聚四氟乙烯薄膜为中间介质薄膜层，以及厚度为0.2μm的Al金属薄膜层为底层金属薄膜层。表层DAST有机材料层为DAST有机单晶的a、b轴情况类似，均是随着DAST有机单晶厚度的增加，Salisbury屏柔性太赫兹吸波器的吸收强度逐渐增强。当DAST有机单晶的厚度为6μm时，吸波器沿DAST有机单晶a轴方向的太赫兹吸收率达到最大值90.1％；当DAST有机单晶的厚度为8μm时，吸波器沿DAST有机单晶b轴方向的太赫兹吸收强度达到最大值80.5％。当继续增加DAST有机单晶的厚度时，吸收率反而小幅度地逐渐下降。
基于DAST的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器的反射系数公式为：
Figure BDA0001609730740000071
其中，Z0、Zi′n分别为真空和吸波器的阻抗。当Zi'n＝Z0，即阻抗匹配时，Salisbury屏柔性太赫兹吸波器的吸收率达到最大。本实施例改变DAST有机单晶的厚度是为了改变表面的阻抗，满足阻抗匹配来达到最大的吸收率。仿真结果表明，在选用厚度为51μm、折射率为1.38的聚四氟乙烯薄膜为中间介质薄膜层，以及厚度为0.2μm的Al金属薄膜层为底层金属薄膜层的条件下，Salisbury屏柔性太赫兹吸波器的最大吸收率在DAST有机单晶的厚度为8μm附近获得。
图4为表层DAST有机材料层为不同DAST薄膜厚度的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器的太赫兹响应的实验测试结果，其中黑色虚线和实线分别代表DAST有机薄膜厚度分别为2μm和4μm时Salisbury屏吸波器的吸收光谱。图4的测试结果显示，在0.6-1.6THz范围内出现三个吸收峰，分别为约1.1、1.3和1.6THz。这是由于DAST有机薄膜的DAST晶体的a轴和b轴共同作用的结果。随着DAST有机薄膜的厚度的增加，在1.1THz的吸收提高达66.8％，接近图3(a)和(b)中通过CST软件仿真的结果。与之相比，当DAST有机单晶的厚度为4μm时，利用CST软件仿真的Salisbury屏吸波器沿a轴和b轴方向的吸光率分别为86.6％(图3(a))和68.8％(图3(b))，与图4显示的实测的66.8％吸收率值相近。这证明了基于DAST的Salisbury屏柔性太赫兹吸收器具有较强的太赫兹吸收性能。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种基于DAST的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器，其特征在于：所述Salisbury屏柔性太赫兹吸波器由表层DAST有机材料层、中间介质薄膜层、底层金属薄膜层三层结构组成，所述表层DAST有机材料层为DAST有机单晶或DAST有机薄膜中的一种，所述DAST有机单晶或DAST有机薄膜在太赫兹波段均有吸收，且所述三层结构满足Salisbury屏太赫兹吸波器的阻抗匹配条件；
所述表层DAST有机材料层的厚度为0.01-1×104μm。
2.根据权利要求1所述的一种基于DAST的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器，其特征在于：所述表层DAST有机材料层的厚度为0.5-120μm。
3.根据权利要求1所述的一种基于DAST的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器，其特征在于：所述中间介质薄膜层的折射率n为1-5，厚度d为1-100μm；底层金属薄膜层的厚度为0.01-4μm。
4.根据权利要求3所述的一种基于DAST的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器，其特征在于：所述中间介质薄膜层的厚度d与折射率n满足关系式d＝λ/4n，其中λ为波长。
5.根据权利要求3所述的一种基于DAST的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器，其特征在于：所述中间介质薄膜层为聚酰亚胺薄膜、聚乙烯薄膜、聚四氟乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜、苯并环丁烯薄膜、派瑞林薄膜、氮化硅薄膜、氧化硅薄膜、非晶硅薄膜、氧化铁薄膜、氧化钛薄膜、氮化钛薄膜、氧化钒薄膜、氮化钒薄膜、砷化镓薄膜、氮氧化硅薄膜、氧化铝薄膜、氧化铬薄膜和氧化铬铝薄膜中的任一种薄膜或几种的复合膜；所述底层金属薄膜层为铝、金、钛、氮化钛、硅化钛、钛钨合金、钨、硅化钨、氮化钨、镍、硅化镍、氮化镍、钽、氮化钽、铁、铂、铜、银、铬和镍铬合金中的任一种或几种的复合物金属。
6.一种基于DAST的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器的制备方法，其特征在于：首先在中间介质薄膜层的下表面沉积一层连续的金属为底层金属薄膜层；再在中间介质薄膜层的上表面沉积一层DAST有机单晶或DAST有机薄膜中的一种为表层DAST有机材料层，最后在一定的条件下退火处理，即得到Salisbury屏柔性太赫兹吸波器。
7.根据权利要求6所述的一种基于DAST的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下具体的步骤：
(1)取中间介质薄膜层，所述中间介质薄膜层的折射率n为1-5、厚度d为1-100μm，清洗所述中间介质薄膜层，并干燥处理；
(2)采用电子束蒸发、真空热蒸发、磁控溅射和金属有机物化学气相沉积中的任一种制膜方法，在处理过的所述中间介质薄膜层的下表面沉积一层厚度为0.01-4μm的一层连续金属为底层金属薄膜层；
(3)配制DAST溶液：称取一定量DAST粉末与甲醇、水、乙醇、丙醇、异丁醇、丁醇、戊醇、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙腈或氯代甲烷溶剂中至少一种相混合，搅拌、超声溶解形成均匀的DAST溶液；
(4)利用步骤(3)配制的DAST溶液，在中间介质薄膜层的上表面沉积一层厚度为0.01-1×104μm的DAST有机单晶或DAST有机薄膜中的一种为表层DAST有机材料层，得到中间态的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器，且满足Salisbury屏太赫兹吸波器的阻抗匹配条件；
(5)将上述步骤(4)得到的中间态的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器在特定的条件下退火处理，即得到Salisbury屏柔性太赫兹吸波器。
8.根据权利要求7所述的一种基于DAST的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中表层DAST有机材料层为DAST有机单晶的生长方法为斜板法、籽晶法、溶液蒸发法、挥发溶液法中的任一种；所述步骤(4)中表层DAST有机材料层为DAST有机薄膜的制备方法为旋涂、喷涂、浸渍提拉、刷涂、电沉积、电泳或印刷移植中的一种。
9.根据权利要求7所述的一种基于DAST的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中退火条件为：退火温度为30-250℃；退火气氛为空气、氩气、氖气、氦气、氮气或真空当中的任一种；退火时间为1-180分钟。
CN201810258893.8A 2018-03-27 2018-03-27 一种基于DAST的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器及其制备方法 Expired - Fee Related CN108470986B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810258893.8A CN108470986B (zh) 2018-03-27 2018-03-27 一种基于DAST的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810258893.8A CN108470986B (zh) 2018-03-27 2018-03-27 一种基于DAST的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108470986A CN108470986A (zh) 2018-08-31
CN108470986B true CN108470986B (zh) 2020-10-09

Family

ID=63265831

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810258893.8A Expired - Fee Related CN108470986B (zh) 2018-03-27 2018-03-27 一种基于DAST的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108470986B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110071372A (zh) * 2019-03-11 2019-07-30 江苏大学 一种超材料全吸收柔性太赫兹吸波器及其制备方法
CN110137686A (zh) * 2019-05-08 2019-08-16 上海理工大学 一种可涂敷于任意曲面的超宽频太赫兹吸收膜
CN110277649B (zh) * 2019-06-27 2021-09-21 南京理工大学 基于微米尺度周期单元的电路模拟吸收体
CN112838378B (zh) * 2020-12-31 2022-03-11 南京航空航天大学 一种基于Salisbury屏结构的三波段太赫兹吸波器
CN113571919B (zh) * 2021-07-07 2023-06-16 佛山(华南)新材料研究院 一种吸波器件及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008086200A2 (en) * 2007-01-04 2008-07-17 The Penn State Research Foundation Passive detection of analytes
CN102794947A (zh) * 2012-07-25 2012-11-28 电子科技大学 一种dast-碳纳米管复合薄膜及其制备方法
CN104175643A (zh) * 2014-08-05 2014-12-03 电子科技大学 Dast-石墨烯复合膜及其制备方法
CN106329146A (zh) * 2016-09-09 2017-01-11 电子科技大学 一种柔性太赫兹超材料吸波器及其制作方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004117213A (ja) * 2002-09-26 2004-04-15 Takatomo Sasaki 電界検出方法、および装置
KR101758917B1 (ko) * 2010-12-23 2017-07-17 한국전자통신연구원 전자파 잔향실
JP5909089B2 (ja) * 2011-02-01 2016-04-26 アークレイ株式会社 光学結晶、テラヘルツ波発生装置及び方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008086200A2 (en) * 2007-01-04 2008-07-17 The Penn State Research Foundation Passive detection of analytes
CN102794947A (zh) * 2012-07-25 2012-11-28 电子科技大学 一种dast-碳纳米管复合薄膜及其制备方法
CN104175643A (zh) * 2014-08-05 2014-12-03 电子科技大学 Dast-石墨烯复合膜及其制备方法
CN106329146A (zh) * 2016-09-09 2017-01-11 电子科技大学 一种柔性太赫兹超材料吸波器及其制作方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"DAST-石墨烯复合薄膜的制备及光电特性研究";孙自强;《中国优秀硕士学位论文全文数据库》;20160315;第2-4章 *
"Graphene based salisbury screen for terahertz absorber";Jeong Min Woo;《APPLIED PHYSICS LETTERS》;20140224;第1-4页 *
"Optical properties of DAST in the THz range";Paul D. Cunningham;《OPTICS EXPRESS》;20101108;第1-6页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108470986A (zh) 2018-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108470986B (zh) 一种基于DAST的Salisbury屏柔性太赫兹吸波器及其制备方法
Chen et al. Experimental demonstration of microwave absorber using large-area multilayer graphene-based frequency selective surface
Khan et al. Altering the multimodal resonance in ultrathin silicon ring for tunable THz biosensing
CN110071372A (zh) 一种超材料全吸收柔性太赫兹吸波器及其制备方法
Danlée et al. Thin and flexible multilayer polymer composite structures for effective control of microwave electromagnetic absorption
Hong et al. Terahertz wave applications of single-walled carbon nanotube films with high shielding effectiveness
Smirnov et al. Optically controlled dielectric properties of single-walled carbon nanotubes for terahertz wave applications
CN102998725B (zh) 用于吸收太赫兹辐射的粗糙黑化金属薄膜及其制备方法
Sun et al. Wafer-scale vertically aligned carbon nanotubes for broadband terahertz wave absorption
Deng et al. Nanostructured Ge/ZnS films for multispectral camouflage with low visibility and low thermal emission
Sytchkova et al. Radio frequency sputtered Al: ZnO-Ag transparent conductor: A plasmonic nanostructure with enhanced optical and electrical properties
CN108336505B (zh) 一种太赫兹波段宽带极化不敏感超材料
CN113161758A (zh) 基于金属与石墨烯的可调控超宽带太赫兹吸收器
Lu et al. Transparent thermally tunable microwave absorber prototype based on patterned VO2 film
Feng et al. Ultra-broadband terahertz absorber based on double truncated pyramid structure
Barzegar-Parizi et al. Terahertz all metallic perfect absorber for refractive index sensing and glucose concentration detection
Liu et al. Effect of graphene on the sunlight absorption rate of silicon thin film solar cells
Luo et al. Optical transparent metamaterial structure for microwave–infrared-compatible camouflage based on indium tin oxide
Ghai et al. Ultra-black superhydrophobic multilayer broadband optical absorber
Cuevas et al. Spectrally selective CuS solar absorber coatings on stainless steel and aluminum
Satapathy et al. Attenuation of electromagnetic waves in polymeric terahertz imbibers
Mavrakakis et al. Narrowband, infrared absorbing metasurface using polystyrene thin films
Babych et al. Film coatings that are transparent in the visible spectral region with shielding properties in the microwave range
Eshaghi et al. Influence of physical plasma etching treatment on optical and hydrophilic MgF2 thin film
Faraj et al. Comparison of Zinc Oxide thin films deposited on the glass and polyethylene terephthalate substrates by thermal evaporation technique for applications in solar cells

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20201009

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee