KR20200077693A - Meta-material structure for absorbing electromagnetic wave and temperature responsive sensor using the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a meta-structure for absorbing electromagnetic waves which comprises an electrical resonance pattern, a plurality of peripheral conductive patterns, and a plurality of peripheral black patterns. The electrical resonance pattern is formed with a conductive pattern and a blank pattern. The conductive pattern is formed of an electrically conductive material, exhibits electrical resonance characteristics by incident electromagnetic waves, and the incident electromagnetic waves are converted into heat. The blank pattern occupies an area in which the conductive pattern is not formed. The plurality of peripheral conductive patterns are formed of the electrically conductive material, and end portions are disposed to be spaced apart from each other without being connected to each other while surrounding the electrical resonance pattern. The plurality of peripheral blank patterns occupy between adjacent peripheral conductive patterns, respectively.

Description

전자기파 흡수를 위한 메타구조체 및 이를 이용한 온도 감응형 센서{META-MATERIAL STRUCTURE FOR ABSORBING ELECTROMAGNETIC WAVE AND TEMPERATURE RESPONSIVE SENSOR USING THE SAME}A meta-structure for absorbing electromagnetic waves and a temperature-sensitive sensor using the same{META-MATERIAL STRUCTURE FOR ABSORBING ELECTROMAGNETIC WAVE AND TEMPERATURE RESPONSIVE SENSOR USING THE SAME}

본 발명은 전자기파 흡수를 위한 메타구조체 및 이를 이용한 온도 감응형 센서에 관한 것으로서, 전자기파의 흡수를 극대화할 수 있고, 전자기파의 흡수에 의해 메타구조체에서 발생하는 열을 이용하는 메타구조체 및 이를 이용한 온도 감응형 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a meta-structure for absorbing electromagnetic waves and a temperature-sensitive sensor using the same, which can maximize absorption of electromagnetic waves, and a meta-structure using heat generated in the meta-structure by absorption of electromagnetic waves and a temperature-sensitive type using the same It's about sensors.

일반적으로 메타물질은 자연적으로 존재하는 원자나 분자와 달리 유전율(Permittivity), 투자율(Magnetic Permeability), 굴절률(Refractive Index) 등의 특성을 임의로 제어할 수 있기 때문에 새로운 물질 또는 구조로서 다양하게 활용된다. 최근에는 이러한 메타물질을 이용하여 목표 대상의 성능 향상 및 최적설계에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 특히 파동 형태의 에너지를 제어하는 기술과 관련하여 메타물질은 매우 중요한 요소로 활용되고 있다.In general, metamaterials are used in various ways as new materials or structures because they can arbitrarily control properties such as permittivity, magnetic permeability, and refractive index, unlike atoms or molecules that exist naturally. Recently, research on performance improvement and optimal design of target objects has been actively conducted using such metamaterials. In particular, metamaterials are used as a very important factor in relation to the technology for controlling energy in the form of waves.

메타물질을 구성하는 전기적 공진형 패턴의 크기는 입사하는 파동의 파장에 대하여 대략 1/4 ~ 1/10 정도로 구성되어 있다. 메타물질은 입사하는 파동의 파장보다 작은 크기로 설계될 때, 음의 굴절률, 무반사, 완전 흡수 등과 같은 자연계의 물질로는 구현하기 어려운 극한 물성을 구현할 수 있다. 참고로, 메타물질로 구현되는 극한 물성은 주로 파동의 공진 현상에 의존하며, 메타물질의 기하학적 구조에 따라 동작 주파수 대역을 선택할 수 있다.The size of the electrical resonant pattern constituting the metamaterial is about 1/4 to 1/10 of the wavelength of the incident wave. When the metamaterial is designed to be smaller than the wavelength of the incident wave, it is possible to realize extreme physical properties that are difficult to implement with natural materials such as negative refractive index, anti-reflection, and complete absorption. For reference, the extreme physical properties realized by the metamaterial mainly depend on the resonance phenomenon of the wave, and the operating frequency band can be selected according to the geometry of the metamaterial.

2000년대 초반, 메타물질이 제안된 이래로 공진기, 전류필터, 센서, 편광자, 에너지 하베스터, 안테나 등과 같은 다양한 기술분야에서 메타물질이 적용되고 있고 이를 응용하는 분야가 갈수록 증가하고 있다. 또한, 제어하고자 하는 파동의 주파수 범위도 다양해지고 광범위해지고 있다.Since the meta-material was proposed in the early 2000s, meta-material has been applied in various technical fields such as resonators, current filters, sensors, polarizers, energy harvesters, antennas, etc. In addition, the frequency range of the wave to be controlled is also diversified and wide.

한편, 테라헤르츠 기술은 암의 진단 및 치료, DNA구조 분석 등 생명과학 연구, 폭발물 및 향정신성 의약품 색출 등 국가안보 및 안전사회 구축, 차세대 근거리 통신시스템 구축 등의 분야에서 매우 큰 기여를 할 수 있는 기반기술로서 최근 테라헤르츠 기술 분야에 관한 연구가 활발하다.On the other hand, terahertz technology is a foundation that can make a great contribution in areas such as cancer diagnosis and treatment, DNA structure analysis, life science research, explosives and psychotropic drug discovery, national security and safety society construction, and next-generation short-range communication system construction. As a technology, recent research in the field of terahertz technology is active.

테라헤르츠파는 적외선과 마이크로파 대역 사이에 위치한 전자기파 영역으로 인접 주파수 영역에 비하여 제한된 응용기술 및 부품, 시스템 기술로 인하여 테라헤르츠 간격(Terahertz Gap)으로 불리운다.The terahertz wave is an electromagnetic wave region located between the infrared and microwave bands, and is called a terahertz gap due to limited application technology, components, and system technology compared to the adjacent frequency region.

이러한 테라헤르츠파는 광파의 직진성과 전파의 투과성을 함께 가지고 있는 등 중간적 성질을 띠어 포토닉스 및 일렉트로닉스 분야에서 사용하고 있는 신호의 발생, 변조, 검출기술을 그대로 적용하기 어려움이 따르는 문제점이 있다. 즉, 테라헤르츠파는 마이크로파 주파수 이하의 전파에 비해 신호의 제어가 어렵고, 신호 발생 및 검출효율이 아직 만족할 만한 수준에 이르지 못했다. 특히, 극저온, 고전압 등을 요구하는 경우가 많으며, 체적이 크고 집적이 어려워 소형시스템 개발이 불가능하다는 근본적인 문제점이 있다.These terahertz waves have a medium property such as having the straightness of light waves and the transmission properties of radio waves, and thus, there is a problem in that it is difficult to apply the signal generation, modulation, and detection technologies used in the photonics and electronics fields as they are. That is, terahertz waves are difficult to control signals compared to radio waves below the microwave frequency, and signal generation and detection efficiency has not yet reached a satisfactory level. In particular, there are many cases that require cryogenic temperature, high voltage, etc., and there is a fundamental problem that it is impossible to develop a small system because of its large volume and difficulty in integration.

테라헤르츠파를 이용한 물질 검출 장치는 테라헤르츠파를 흡수하는 메타구조체를 장착하고 있으나, 종래의 메타구조체는 온도 감응 특성을 저하시키는 충분히 두꺼운 기판을 가정하며, 얇은 박막을 가정하여 적용하였을 때 구조적으로 설계 자유도가 낮은 전기적 공진 구조의 반전 구조에 기반하여 테라헤르츠파에 대한 흡수도가 높지 않아 검출의 민감성 및 정확성이 떨어져 있는 상황이다.The material detection device using terahertz waves is equipped with a meta structure that absorbs terahertz waves, but the conventional meta structure assumes a sufficiently thick substrate that degrades the temperature-sensing property, and is structurally applied when a thin film is applied. Based on the inverted structure of the electrical resonance structure with low design freedom, the sensitivity and accuracy of detection are inferior because the absorption to terahertz waves is not high.

한국공개특허공보 제10-2013-0001977호(2013.01.07 공개, 발명의 명칭 : 메타물질 구조를 갖는 필터 및 그의 제조방법)Korean Patent Publication No. 10-2013-0001977 (2013.01.07 published, the name of the invention: a filter having a metamaterial structure and a manufacturing method thereof)

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전기적 공진 특성을 나타내는 메타구조체의 전기적 공진형 패턴의 주변을 둘러싸는 주변 도전성 패턴 및 주변 도전성 패턴 사이를 각각 차지하는 주변 공백 패턴을 형성함으로써, 메타구조체의 전자기파 흡수를 극대화하여, 이러한 메타구조체를 이용한 센서의 민감도와 정확성을 향상시킬 수 있는 전자기파 흡수를 위한 메타구조체 및 이를 이용한 온도 감응형 센서를 제공함에 있다.Therefore, the problem to be solved by the present invention is to solve such a conventional problem, the peripheral conductive pattern surrounding the periphery of the electrically resonant pattern of the meta-structure showing the electrical resonance characteristics and the periphery that occupies between the peripheral conductive pattern, respectively It is to provide a meta-structure for absorbing electromagnetic waves capable of improving the sensitivity and accuracy of the sensor using the meta-structure and a temperature-sensitive sensor using the same by maximizing the electromagnetic wave absorption of the meta-structure by forming a blank pattern.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 전자기파 흡수를 위한 메타구조체는, 전기 전도성의 소재로 형성되고, 입사되는 전자기파에 의해 전기적 공진 특성을 나타내며, 입사된 전자기파가 열로 변환되는 도전성 패턴과, 상기 도전성 패턴이 형성되지 않은 영역을 차지하는 공백 패턴을 포함하는 전기적 공진형 패턴; 전기 전도성의 소재로 형성되고, 상기 전기적 공진형 패턴을 둘러싸면서 각 단부가 서로 연결되지 않고 이격되게 배치되는 복수의 주변 도전성 패턴; 및 인접한 주변 도전성 패턴 사이를 각각 차지하는 복수의 주변 공백 패턴;을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the meta-structure for absorbing electromagnetic waves of the present invention is formed of an electrically conductive material, exhibits electrical resonance characteristics by incident electromagnetic waves, and a conductive pattern in which incident electromagnetic waves are converted into heat, An electrical resonant pattern including a blank pattern occupying an area in which a conductive pattern is not formed; A plurality of peripheral conductive patterns formed of an electrically conductive material and surrounding the electrically resonant pattern, wherein each end is spaced apart without being connected to each other; And a plurality of peripheral blank patterns each occupying between adjacent peripheral conductive patterns.

본 발명에 따른 전자기파 흡수를 위한 메타구조체에 있어서, 상기 공백 패턴은 폐곡선 형태로 상기 도전성 패턴을 둘러싸도록 형성되고, 상기 복수의 주변 도전성 패턴은 상기 공백 패턴을 둘러싸도록 형성될 수 있다.In the meta structure for absorbing electromagnetic waves according to the present invention, the blank pattern may be formed to surround the conductive pattern in the form of a closed curve, and the plurality of peripheral conductive patterns may be formed to surround the blank pattern.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 메타구조체를 이용한 온도 감응형 센서는, 제1항 또는 제2항에 기재된 전자기파 흡수를 위한 메타구조체; 상기 메타구조체에 결합되고, 전자기파의 흡수에 의해 발열되는 메타구조체의 온도에 감응하는 온도감응층; 및 상기 온도감응층에 결합되고, 상기 온도감응층의 온도 변화에 따른 저항 변화를 측정할 수 있도록 마련된 한 쌍의 전극;을 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, in order to achieve the above object, the temperature-sensitive sensor using the meta-structure of the present invention, the meta-structure for absorbing electromagnetic waves according to claim 1 or claim 2; A temperature-sensitive layer coupled to the meta-structure and responsive to the temperature of the meta-structure that is generated by absorption of electromagnetic waves; And a pair of electrodes coupled to the temperature-sensitive layer and provided to measure a change in resistance according to a change in temperature of the temperature-sensitive layer.

본 발명에 따른 메타구조체를 이용한 온도 감응형 센서에 있어서, 상기 한 쌍의 전극은 상기 메타구조체가 결합된 영역 내에서 각 단부가 서로 마주보도록 배치되고, 각각의 전극의 단부는 서로 마주보는 방향으로 갈수록 그 폭이 좁아지게 형성될 수 있다.In the temperature-sensitive sensor using the meta-structure according to the present invention, the pair of electrodes are disposed so that each end faces each other within the region where the meta-structure is coupled, and the ends of each electrode are facing each other. It may be formed to narrow its width gradually.

본 발명에 따른 메타구조체를 이용한 온도 감응형 센서에 있어서, 상기 전극의 단부는 선형으로 테이퍼진 형상, 외부를 향해 볼록한 형상 및 외부를 향해 오목한 형상 중 어느 하나의 형상을 유지하면서 서로 마주보는 방향으로 갈수록 그 폭이 좁아지게 형성될 수 있다.In the temperature-sensitive sensor using the meta-structure according to the present invention, the ends of the electrodes are linearly tapered, convex toward the outside, and concave toward the outside while maintaining any one of the shapes facing each other It may be formed to narrow its width gradually.

본 발명에 따른 메타구조체를 이용한 온도 감응형 센서에 있어서, 상부에 전자기파가 입사될 수 있는 전자기파 통과홀이 형성되고, 단열성 소재로 형성되며, 내부에 상기 메타구조체, 상기 온도감응층 및 상기 전극이 배치되는 열차단부;를 더 포함할 수 있다.In the temperature-sensitive sensor using the meta-structure according to the present invention, an electromagnetic wave passing hole through which electromagnetic waves can be incident is formed on the upper portion, and is formed of an insulating material, and the meta-structure, the temperature-sensitive layer, and the electrode are formed therein. It may further include; a heat shield portion disposed.

본 발명에 따른 메타구조체를 이용한 온도 감응형 센서에 있어서, 상기 열차단부는, 전자기파 투과성 재질로 형성되고, 상기 전자기파 통과홀을 덮도록 배치되어 외부로부터 상기 열차단부의 내부를 밀폐시키는 전자기파 투과필름을 포함할 수 있다.In the temperature-sensitive sensor using the meta-structure according to the present invention, the heat shield portion is formed of an electromagnetic wave transmissive material, and disposed to cover the electromagnetic wave passing hole, an electromagnetic wave transmission film sealing the inside of the heat shield portion from the outside. It can contain.

본 발명의 전자기파 흡수를 위한 메타구조체에 따르면, 메타구조체의 전자기파 흡수를 극대화하여 메타구조체의 발열 효율을 향상시킬 수 있다.According to the meta-structure for absorbing electromagnetic waves of the present invention, it is possible to maximize the electromagnetic wave absorption of the meta-structure to improve the heating efficiency of the meta-structure.

또한, 본 발명의 메타구조체를 이용한 온도 감응형 센서에 따르면, 센서의 민감도와 정확성을 향상시킬 수 있다.In addition, according to the temperature-sensitive sensor using the meta-structure of the present invention, it is possible to improve the sensitivity and accuracy of the sensor.

또한, 본 발명의 메타구조체를 이용한 온도 감응형 센서에 따르면, 주변 환경의 온도 변화에 따라 온도감응층에서 발생하는 노이즈를 최소화시킬 수 있고, 온도감응층의 저항 변화의 감도를 향상시킬 수 있다. 또한, 파워가 밀집되는 빔의 중심부에 전극이 좁은 간격으로 형성됨으로써, 감도를 향상시킬 수 있다.In addition, according to the temperature-sensitive sensor using the meta-structure of the present invention, it is possible to minimize the noise generated in the temperature-sensitive layer according to the temperature change of the surrounding environment, it is possible to improve the sensitivity of the resistance change of the temperature-sensitive layer. In addition, by forming electrodes at narrow intervals in the center of the beam where power is concentrated, sensitivity can be improved.

또한, 본 발명의 메타구조체를 이용한 온도 감응형 센서에 따르면, 메타구조체에서 발생하는 열이 외부로 발산되는 것을 방지할 수 있고, 주변 환경의 온도 변화의 영향을 최소화시킬 수 있다.In addition, according to the temperature-sensitive sensor using the meta-structure of the present invention, heat generated in the meta-structure can be prevented from being radiated to the outside, and it is possible to minimize the influence of temperature changes in the surrounding environment.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기파 흡수를 위한 메타구조체를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 2는 종래의 메타구조체와, 도 1의 전자기파 흡수를 위한 메타구조체의 표면 전류를 비교설명하기 위한 도면이고,
도 3은 도 1의 전자기파 흡수를 위한 메타구조체를 복수 개 배치한 상태에서 메타구조체의 등가회로 성분을 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 메타구조체를 이용한 온도 감응형 센서를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 5는 도 4의 메타구조체를 이용한 온도 감응형 센서를 도 4에 표시된 A 방향을 따라 도시한 도면이고,
도 6은 도 4의 메타구조체를 이용한 온도 감응형 센서의 전극의 변형례들을 도시한 도면이고,
도 7은 도 4의 메타구조체를 이용한 온도 감응형 센서에 열차단부를 장착한 상태를 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a meta-structure for absorbing electromagnetic waves according to an embodiment of the present invention,
2 is a view for comparing and explaining the surface current of a conventional meta-structure and the meta-structure for absorbing electromagnetic waves of FIG. 1,
3 is a view showing an equivalent circuit component of the meta structure in a state in which a plurality of meta structures for absorbing electromagnetic waves of FIG. 1 are arranged,
4 is a view schematically showing a temperature-sensitive sensor using a meta-structure according to an embodiment of the present invention,
5 is a view showing the temperature-sensitive sensor using the meta-structure of FIG. 4 along the direction A shown in FIG. 4,
FIG. 6 is a view showing modified examples of the electrode of the temperature-sensitive sensor using the metastructure of FIG. 4,
FIG. 7 is a view showing a state in which a thermal barrier is mounted on a temperature-sensitive sensor using the metastructure of FIG. 4.

이하, 본 발명에 따른 전자기파 흡수를 위한 메타구조체 및 이를 이용한 온도 감응형 센서의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of a meta-structure for absorbing electromagnetic waves and a temperature-sensitive sensor using the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

우선, 본 명세서에서 전자기파는 테라헤르츠파인 경우를 예로 들어 설명한다. 물론, 본 발명의 권리범위 내에서 메타구조체의 형상 및 재료를 일부 변형할 경우, 다른 주파수 영역의 전자기파에도 적용 가능하다.First, in this specification, the electromagnetic wave will be described as an example of a terahertz wave. Of course, if the shape and material of the metastructure are partially modified within the scope of the present invention, it is applicable to electromagnetic waves in other frequency domains.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기파 흡수를 위한 메타구조체를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 종래의 메타구조체와, 도 1의 전자기파 흡수를 위한 메타구조체의 표면 전류를 비교설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 1의 전자기파 흡수를 위한 메타구조체를 복수 개 배치한 상태에서 메타구조체의 등가회로 성분을 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a meta-structure for absorbing electromagnetic waves according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a conventional meta-structure and comparing the surface current of the meta-structure for absorbing electromagnetic waves in FIG. 1 3 is a view showing the equivalent circuit components of the meta-structure in a state in which a plurality of meta-structures for absorbing electromagnetic waves of FIG. 1 are arranged.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 전자기파 흡수를 위한 메타구조체(100)는, 전자기파의 흡수를 극대화할 수 있는 것으로서, 전기적 공진형 패턴(110)과, 복수의 주변 도전성 패턴(120)과, 복수의 주변 공백 패턴(130)을 포함한다.1 to 3, the meta-structure 100 for absorbing electromagnetic waves according to the present embodiment, as being capable of maximizing the absorption of electromagnetic waves, the electrical resonant pattern 110 and a plurality of peripheral conductive patterns ( 120) and a plurality of surrounding blank patterns 130.

상기 전기적 공진형 패턴(110)은 도전성 패턴(111)과, 공백 패턴(112)으로 구성된다.The electrical resonant pattern 110 includes a conductive pattern 111 and a blank pattern 112.

상기 도전성 패턴(111)은 입사되는 전자기파(W), 예를 들어 테라헤르츠파에 의해 전기적 공진 특성을 나타내며, 입사된 전자기파가 열로 변환된다. 도전성 패턴(111)은 전기 전도성의 소재로 형성되는데, 금(Au) 등과 같은 금속 소재뿐만 아니라, 그래핀 등으로도 형성될 수 있다.The conductive pattern 111 exhibits electrical resonance characteristics by incident electromagnetic waves (W), for example, terahertz waves, and the incident electromagnetic waves are converted into heat. The conductive pattern 111 is formed of an electrically conductive material, and may be formed of graphene or the like as well as a metal material such as gold (Au).

상기 공백 패턴(112)은 도전성 패턴(111)이 형성되지 않은 영역을 차지한다.The blank pattern 112 occupies an area where the conductive pattern 111 is not formed.

도 1에 도시된 바와 같이, 도전성 패턴(111)은 x축 방향으로 전기장이 인가될 때 유도 기전력이 발생하는데, 이때 도전성 패턴(111)의 인덕턴스와 도전성 패턴의 좌우 부분(111a) 사이에 배치된 도전성 패턴의 갭 부분(111b)에 의해 발생하는 커패시턴스로 형성된 직렬 공진 회로로 강한 전류가 유도된다. 이때 도전성 패턴(111)의 저항에 의한 손실이 발생하여 전자기파가 열로 변환될 수 있다.As shown in FIG. 1, the conductive pattern 111 generates an induced electromotive force when an electric field is applied in the x-axis direction, and is disposed between the inductance of the conductive pattern 111 and the left and right portions 111a of the conductive pattern 111. A strong current is induced into the series resonant circuit formed of the capacitance generated by the gap portion 111b of the conductive pattern. At this time, a loss due to the resistance of the conductive pattern 111 occurs, and electromagnetic waves may be converted into heat.

상기 주변 도전성 패턴(120)은 전기적 공진형 패턴(110)을 둘러싸면서 각 단부가 서로 연결되지 않고 이격되게 배치된다. 본 실시예에서는 4개의 막대형 주변 도전성 패턴(120)이 공백 패턴(112)을 둘러싸면서 배치된다. 주변 도전성 패턴(120)은 전기 전도성의 소재로 형성되는데, 금(Au) 등과 같은 금속 소재뿐만 아니라, 그래핀 등으로도 형성될 수 있다.The peripheral conductive patterns 120 are disposed to be spaced apart from each other without being connected to each other while surrounding the electrical resonant pattern 110. In this embodiment, four rod-shaped peripheral conductive patterns 120 are disposed while surrounding the blank pattern 112. The peripheral conductive pattern 120 is formed of an electrically conductive material, and may be formed of not only a metal material such as gold (Au), but also graphene.

상기 주변 공백 패턴(130)은 서로 인접하는 막대형 주변 도전성 패턴(120)의 서로 연결되지 않은 단부 사이를 차지한다.The peripheral blank pattern 130 occupies between unconnected ends of the adjacent rod-shaped peripheral conductive patterns 120.

주변 도전성 패턴(120)에도 기전력이 유도되어 주변 도전성 패턴(120)의 저항에 의한 추가적인 손실뿐만 아니라, 앙페르의 법칙에 따라 y축 방향으로 자기장을 유도하여 상대 투자율을 추가적으로 조절할 수 있는 자유도를 가진다. 즉, 상대 유전율과 투자율의 비율로 정의되는 임피던스 조절이 가능하여 임피던스 정합을 근사적으로 구현할 수 있다.The electromotive force is also induced in the peripheral conductive pattern 120, and in addition to the additional loss due to the resistance of the peripheral conductive pattern 120, the magnetic field is induced in the y-axis direction according to Ampere's law to further control the relative magnetic permeability. . That is, it is possible to adjust the impedance defined by the ratio of relative permittivity and permeability, so that impedance matching can be implemented approximately.

본 실시예에서 공백 패턴(112)은 폐곡선 형태로 도전성 패턴(111)을 둘러싸도록 형성되고, 복수의 주변 도전성 패턴(120)은 공백 패턴(112)을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 따라서, 도전성 패턴(111)과 주변 도전성 패턴(120)은 공백 패턴(112)에 의해 전기적으로 분리된다.In this embodiment, the blank pattern 112 is formed to surround the conductive pattern 111 in the form of a closed curve, and the plurality of peripheral conductive patterns 120 may be formed to surround the blank pattern 112. Therefore, the conductive pattern 111 and the peripheral conductive pattern 120 are electrically separated by the blank pattern 112.

도 2를 참조하면, 메타구조체(100)의 각각의 패턴의 최적화된 치수를 가지고 시뮬레이션한 결과, x축 방향으로 전기장이 인가될 경우 도전성 패턴의 갭 부분(111b)에 종래보다 강한 표면 전류가 인가됨을 알 수 있다.Referring to FIG. 2, as a result of simulation with the optimized dimension of each pattern of the metastructure 100, when an electric field is applied in the x-axis direction, a surface current stronger than the conventional is applied to the gap portion 111b of the conductive pattern It can be seen that.

즉, 종래의 메타구조체의 경우(도 2의 (a) 참조), 도전성 패턴의 갭 부분(111b)에 대응하는 부분에서 약 0.5×103 A/m2 의 표면 전류 밀도를 보이고 있으나, 본 발명의 메타구조체(100)의 경우(도 2의 (b) 참조), 도전성 패턴의 갭 부분(111b)에서 약 0.8×106 A/m2 의 표면 전류 밀도를 보이면서, 약 1.6×103 배 정도 증가하였음을 알 수 있다.That is, in the case of the conventional metastructure (see FIG. 2(a)), the surface current density of about 0.5×10 3 A/m 2 is shown in the portion corresponding to the gap portion 111b of the conductive pattern, but the present invention In the case of the meta-structure 100 of (see (b) of Figure 2), while showing a surface current density of about 0.8 × 10 6 A / m 2 in the gap portion 111b of the conductive pattern, about 1.6 × 10 3 times It can be seen that it has increased.

또한, 전기적 공진형 패턴(110)의 상하좌우에 각각 위치한 주변 도전성 패턴(120)의 모서리부(121)에도 강한 표면 전류가 인가됨을 확인할 수 있는데, 이는 전자기파의 흡수되어 열로 변환되는 것과 연관된다.In addition, it can be seen that strong surface currents are also applied to the corners 121 of the peripheral conductive patterns 120 located at the top, bottom, left, and right of the electrical resonant pattern 110, which is associated with absorption of electromagnetic waves and conversion to heat.

이와 같이, 도전성 패턴의 갭 부분(111b)에서의 표면 전류의 증가와 함께, 주변 도전성 패턴(120)의 모서리부(121)에도 강한 표면 전류가 인가됨으로써, 메타구조체(100) 전체적으로 설계 공진 주파수에서 테라헤르츠파의 흡수를 극대화시킬 수 있다.As described above, the surface current in the gap portion 111b of the conductive pattern is increased, and a strong surface current is also applied to the edge portion 121 of the peripheral conductive pattern 120, so that the metastructure 100 as a whole has a design resonance frequency. It can maximize the absorption of terahertz waves.

도 3을 참조하면, 전자기파 흡수를 위한 메타구조체(100)가 복수 개 배치된 상태에서, 주변 도전성 패턴(120)은 인덕터로, 주변 공백 패턴(130)은 커패시터로 동작하여 추가적인 직렬 공진회로가 마련될 수 있다.Referring to FIG. 3, in a state in which a plurality of meta structures 100 for absorbing electromagnetic waves are disposed, the peripheral conductive pattern 120 acts as an inductor and the peripheral void pattern 130 acts as a capacitor to provide an additional series resonance circuit. Can be.

그 자체로 공진회로로 동작하는 전기적 공진형 패턴(110)에 직렬 공진회로가 추가됨으로써, 자유도가 늘어나 흡수 피크가 나타나는 공진 주파수의 제어 또한 가능해진다. 즉, 주변 도전성 패턴(120)의 폭 또는 길이, 주변 공백 패턴(130)의 폭 또는 길이 등을 조절하여 전체 메타구조체(100)의 설계 공진 주파수를 제어할 수 있다.By adding a series resonant circuit to the electrical resonant pattern 110 operating as a resonant circuit by itself, the degree of freedom increases, so that it is possible to control the resonance frequency at which an absorption peak appears. That is, the design resonance frequency of the entire metastructure 100 may be controlled by adjusting the width or length of the peripheral conductive pattern 120 and the width or length of the peripheral blank pattern 130.

한편, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 메타구조체를 이용한 온도 감응형 센서를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 도 4의 메타구조체를 이용한 온도 감응형 센서를 도 4에 표시된 A 방향을 따라 도시한 도면이고, 도 6은 도 4의 메타구조체를 이용한 온도 감응형 센서의 전극의 변형례들을 도시한 도면이고, 도 7은 도 4의 메타구조체를 이용한 온도 감응형 센서에 열차단부를 장착한 상태를 도시한 도면이다.Meanwhile, FIG. 4 is a diagram schematically showing a temperature-sensitive sensor using a metastructure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a direction A of a temperature-sensitive sensor using the metastructure of FIG. 4 FIG. 6 is a view showing modified examples of the electrode of the temperature-sensitive sensor using the metastructure of FIG. 4, and FIG. 7 is a thermal barrier part of the temperature-sensitive sensor using the metastructure of FIG. 4 It is a diagram showing a mounted state.

도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 메타구조체를 이용한 온도 감응형 센서(200)는, 전자기파의 흡수에 의해 메타구조체에서 발생하는 열을 이용하는 것으로서, 메타구조체(100)와, 온도감응층(210)과, 한 쌍의 전극(220)과, 베이스층(230)과, 절연층(240)과, 열차단부(250)를 포함한다.4 to 7, the temperature-sensitive sensor 200 using the meta-structure according to the present embodiment uses heat generated in the meta-structure by absorption of electromagnetic waves, and the meta-structure 100 and temperature It includes a sensitive layer 210, a pair of electrodes 220, a base layer 230, an insulating layer 240, and a thermal barrier 250.

상기 메타구조체(100)는 도 1 내지 도 3을 참조하면서 앞서 설명한 본 발명의 메타구조체(100)와 실질적으로 동일한 구성을 가지고, 실질적으로 동일한 기능을 수행하므로, 중복되는 설명은 생략한다.The meta-structure 100 has substantially the same configuration as the meta-structure 100 of the present invention described above with reference to FIGS. 1 to 3 and performs substantially the same function, and thus duplicate description is omitted.

상기 온도감응층(210)은 전자기파(W)의 흡수에 의해 발열되는 메타구조체(100)의 온도에 감응하며, 메타구조체(100)의 하부에 결합된다.The temperature-sensitive layer 210 is sensitive to the temperature of the meta-structure 100 generated by the absorption of electromagnetic waves (W), is coupled to the lower portion of the meta-structure (100).

온도감응층(210)은 메타구조체(100)의 온도 변화에 비례하여 저항이 변화한다. 즉, 외부에서 메타구조체(100)에 테라헤르츠파가 입사될 경우 메타구조체(100)에 유도되는 전류의 손실에 따라 열이 발생하여 메타구조체(100)의 온도가 증가하고, 이러한 메타구조체(100)의 온도 증가에 의해 온도감응층(210)의 저항은 증가한다.The resistance of the temperature-sensitive layer 210 changes in proportion to the temperature change of the metastructure 100. That is, when terahertz waves are incident on the meta-structure 100 from the outside, heat is generated according to a loss of current induced in the meta-structure 100, thereby increasing the temperature of the meta-structure 100, and this meta-structure 100 ), the resistance of the temperature-sensitive layer 210 increases.

본 실시예의 온도감응층(210)은 상온에서 높은 전기 전도도를 가지는 CB-PDMS(carbon black-polydimethylsiloxane) 소재로 제작되는 것이 바람직하며, 실험을 통해 CB의 비율을 조절함으로써, 상온에서 온도감응층(210)의 최적의 온도저항계수를 산출할 수 있다.The temperature-sensitive layer 210 of this embodiment is preferably made of carbon black-polydimethylsiloxane (CB-PDMS) material having high electrical conductivity at room temperature, and by adjusting the ratio of CB through experiments, the temperature-sensitive layer at room temperature ( 210) to calculate the optimum temperature resistance coefficient.

상기 전극(220)은 온도감응층(210)의 온도 변화에 따른 저항 변화를 측정할 수 있도록 마련되며, 온도감응층(210)의 하부에 결합된다.The electrode 220 is provided to measure a resistance change according to a temperature change of the temperature-sensitive layer 210, and is coupled to the lower portion of the temperature-sensitive layer 210.

도 5를 참조하면, 한 쌍의 전극(220)은 메타구조체(100)가 결합된 영역 내에서 각 단부(221)가 서로 마주보도록 배치되는데, 이 때 한 쌍의 전극(220) 사이의 간격이 좁을수록 온도감응층(210)의 저항 변화에 대한 감도가 향상된다.Referring to FIG. 5, a pair of electrodes 220 are disposed such that each end 221 faces each other within a region where the metastructure 100 is coupled, and at this time, a gap between the pair of electrodes 220 The narrower the sensitivity to the resistance change of the temperature-sensitive layer 210 is improved.

이는 온도감응층(210)에 전류가 흐를 때 전극(220) 사이의 간격을 좁게 형성함으로써 주변 환경의 온도 변화에 따라 온도감응층(210)에서 발생하는 노이즈를 최소화시킴으로써 온도감응층(210)에서 발생하는 저항 변화 감도가 향상됨을 의미한다.In the temperature-sensitive layer 210 by minimizing noise generated in the temperature-sensitive layer 210 according to the temperature change of the surrounding environment by forming a narrow gap between the electrodes 220 when a current flows in the temperature-sensitive layer 210 This means that the sensitivity of the resistance change that occurs is improved.

또한, 온도 감응형 센서(200)에 입사되는 전자기파(W)는 빔의 중심으로부터 멀어질수록 파워가 약해지는 양상을 나타내므로, 파워가 밀집되어 있는 빔의 중심부에 전극(220)이 좁은 폭으로 형성될수록 감도가 향상된다. 따라서 각각의 전극의 단부(221)가 서로 마주보는 방향으로 갈수록 그 폭이 좁아지게 형성될 때, 온도감응층(210)의 저항 변화에 대한 감도가 향상된다.In addition, the electromagnetic wave (W) incident on the temperature-sensitive sensor 200 shows a pattern in which the power is weakened as it moves away from the center of the beam, so that the electrode 220 is narrow in the center of the beam where power is concentrated. The sensitivity is improved as it is formed. Therefore, when the end portions 221 of each electrode are formed to be narrower toward each other in the direction facing each other, sensitivity to a change in resistance of the temperature-sensitive layer 210 is improved.

도 2에서 살펴본 바와 같이, 메타구조체(100)의 도전성 패턴의 갭 부분(111b)에서 가장 높은 발열이 발생하고, 해당 부분에 접촉하는 온도감응층(210)의 부분 역시 가장 큰 저항 변화를 보이게 되며, 이는 평균적으로 온도감응층(210)에서 발생하는 저항 변화 감도를 향상시킨다.2, the highest heat generation occurs in the gap portion 111b of the conductive pattern of the metastructure 100, and the portion of the temperature-sensitive layer 210 contacting the portion also exhibits the greatest resistance change. , This, on average, improves the sensitivity of the resistance change occurring in the temperature-sensitive layer 210.

도 5에는 각각의 전극의 단부(221)가 서로 마주보는 방향으로 갈수록 선형으로 테이퍼지게 형성된 상태가 예시되어 있다.5 illustrates a state in which the ends 221 of each electrode are formed to taper linearly toward the directions facing each other.

한편, 도 6의 (a)를 참조하면, 각각의 전극(220)의 단부가 서로 마주보는 방향으로 갈수록 그 폭이 좁아지게 형성되는 다른 변형례로, 전극(220')의 단부(221')가 외부를 향해 볼록한 형상을 유지하면서 서로 마주보는 방향으로 갈수록 그 폭이 좁아지게 형성될 수 있다. 또한, 도 6의 (b)를 참조하면, 전극(220'')의 단부(221'')가 외부를 향해 오목한 형상을 유지하면서 서로 마주보는 방향으로 갈수록 그 폭이 좁아지게 형성될 수도 있다.On the other hand, referring to (a) of FIG. 6, in another modification in which the width of the electrode 220' is narrowed as the ends of the electrodes 220 face each other, the ends 221' of the electrodes 220' While maintaining the convex shape toward the outside, the width may be narrowed toward the direction facing each other. In addition, referring to FIG. 6B, the end portions 221 ″ of the electrodes 220 ″ may be formed to be narrower in width toward each other while maintaining a concave shape toward the outside.

상기 베이스층(230)은 메타구조체(100)를 지지하며, 실리콘 등의 소재로 형성될 수 있다. 베이스층(230)에는 관통홀(231)이 형성될 수 있고, 외부에서 입사되는 전자기파(W)는 관통홀(231)을 통과하여 메타구조체(100) 측으로 입사될 수 있다.The base layer 230 supports the metastructure 100 and may be formed of a material such as silicon. Through-holes 231 may be formed in the base layer 230, and electromagnetic waves W incident from the outside may pass through the through-holes 231 and enter the metastructure 100.

상기 절연층(240)은 메타구조체(100)와 온도감응층(210)을 전기적으로 절연시키며, 메타구조체(100)와 온도감응층(210) 사이에 형성된다. 본 실시예에서 절연층(240)은 이산화규소 등의 재질로 형성될 수 있다.The insulating layer 240 electrically insulates the meta-structure 100 and the temperature-sensitive layer 210 and is formed between the meta-structure 100 and the temperature-sensitive layer 210. In this embodiment, the insulating layer 240 may be formed of a material such as silicon dioxide.

상기 열차단부(250)는 스티로폼 등과 같은 단열성 소재로 형성되며, 내부에 메타구조체(100), 온도감응층(210) 및 전극(220)이 배치된다.The heat shield 250 is formed of an insulating material such as styrofoam, and a meta-structure 100, a temperature-sensitive layer 210, and an electrode 220 are disposed therein.

본 발명의 메타구조체를 이용한 온도 감응형 센서(200)는 전자기파(W)의 흡수에 의해 메타구조체(100)에서 발생하는 열을 이용하여 물질의 물성치, 농도 등을 측정할 수 있는데, 메타구조체(100)에서 발생하는 열이 외부로 발산될 경우 측정의 정확도는 떨어지게 된다.The temperature-sensitive sensor 200 using the meta-structure of the present invention can measure physical properties, concentrations, etc. of materials using heat generated from the meta-structure 100 by absorption of electromagnetic waves (W). If the heat generated in 100) is radiated to the outside, the accuracy of the measurement is deteriorated.

또한, 온도 감응형 센서(200)의 주변 환경의 온도 변화가 클 경우에도 주변 환경의 온도 변화가 온도 감응형 센서(200)에 영향을 주어 측정의 정확도가 떨어지게 된다.In addition, even when the temperature change in the surrounding environment of the temperature-sensitive sensor 200 is large, the temperature change in the surrounding environment affects the temperature-sensitive sensor 200 and thus the accuracy of the measurement is deteriorated.

본 발명의 온도 감응형 센서(200)는 메타구조체(100), 온도감응층(210) 및 전극(220) 등의 주위를 둘러싸는 단열성 소재의 열차단부(250)를 구비함으로써, 메타구조체(100)에서 발생하는 열이 외부로 발산되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 주변 환경의 온도 변화의 영향 또한 최소화시킬 수 있다.The temperature-sensitive sensor 200 of the present invention includes a meta-structure 100, a temperature-sensitive layer 210 and a thermal barrier 250 made of an insulating material surrounding the electrode 220, thereby providing a meta-structure 100 ) Not only prevents heat dissipation from being emitted to the outside, but also minimizes the influence of temperature changes in the surrounding environment.

열차단부(250)는 전자기파 통과홀(251)과, 전자기파 투과필름(252)를 포함한다. 전자기파 통과홀(251)은 전자기파(W)가 입사될 수 있도록 열차단부(250)의 상부에 형성될 수 있다. 전자기파 투과필름(252)은 전자기파 통과홀(251)을 덮도록 배치되어 외부로부터 열차단부(250)의 내부를 밀폐시키며, 전자기파 투과성 재질, 예를 들어, 테라헤르츠파의 투과도가 우수한 COP(Cyclo Olefin Polymer) 등과 같은 재질로 형성될 수 있다.The thermal barrier 250 includes an electromagnetic wave passing hole 251 and an electromagnetic wave transmitting film 252. The electromagnetic wave passing hole 251 may be formed on the upper portion of the heat shield 250 so that the electromagnetic wave W may be incident. The electromagnetic wave transmissive film 252 is disposed to cover the electromagnetic wave passing hole 251 to seal the inside of the thermal barrier 250 from the outside, and an electromagnetic wave transmissive material, for example, COP (Cyclo Olefin) having excellent transmittance of terahertz waves Polymer) and the like.

상술한 바와 같이 구성된 메타구조체를 이용한 온도 감응형 센서(200)는 타겟 물질의 농도를 측정하는데 이용할 수 있다.The temperature-sensitive sensor 200 using the meta-structure configured as described above can be used to measure the concentration of the target material.

예를 들어, 테라헤르츠파의 스펙트럼 내에서 타겟 물질(예를 들어, 특정 호르몬)의 흡수율이 최대를 나타내는 주파수와 일치하는 공진 주파수를 갖도록 복수의 메타구조체(100)를 설계할 수 있다.For example, a plurality of metastructures 100 may be designed such that the absorption rate of a target material (eg, a specific hormone) within a spectrum of terahertz waves has a resonance frequency that matches a frequency indicating a maximum.

타겟 물질이 메타구조체(100)의 공백 패턴(112)에 채워지고, 테라헤르츠파가 메타구조체(100)로 입사되면 공진에 의해 설계 공진 주파수 대역의 테라헤르츠파는 타겟 물질의 농도에 대응하여 타겟 물질에 흡수된다.When the target material is filled in the blank pattern 112 of the metastructure 100, and the terahertz wave is incident on the metastructure 100, the terahertz wave of the design resonance frequency band by resonance corresponds to the concentration of the target material Is absorbed in.

즉, 메타구조체(100)에 배치된 타겟 물질의 농도가 상대적으로 높을 경우, 메타구조체(100)의 공진에 의해 타겟 물질에 흡수되는 설계 공진 주파수 대역의 테라헤르츠파는 상대적으로 많게 되고 메타구조체(100)는 상대적으로 높은 온도로 발열하면서, 전극(220)을 통해 출력되는 온도감응층(210)의 저항은 상대적으로 높아진다.That is, when the concentration of the target material disposed in the metastructure 100 is relatively high, the terahertz waves of the design resonance frequency band absorbed by the target material by resonance of the metastructure 100 are relatively large and the metastructure 100 ) Generates heat at a relatively high temperature, and the resistance of the temperature-sensitive layer 210 output through the electrode 220 is relatively high.

반면에, 메타구조체(100)에 배치된 타겟 물질의 농도가 상대적으로 낮을 경우, 메타구조체(100)의 공진에 의해 타겟 물질에 흡수되는 설계 공진 주파수 대역의 테라헤르츠파는 상대적으로 적게 되고 메타구조체(100)는 상대적으로 낮은 온도로 발열하면서, 전극(220)을 통해 출력되는 온도감응층(210)의 저항은 상대적으로 낮아진다.On the other hand, when the concentration of the target material disposed in the metastructure 100 is relatively low, the terahertz wave of the design resonant frequency band absorbed by the target material by resonance of the metastructure 100 becomes relatively small and the metastructure ( 100) generates heat at a relatively low temperature, and the resistance of the temperature-sensitive layer 210 output through the electrode 220 is relatively low.

이와 같이, 본 발명의 온도 감응형 센서(200)는 전자기파(W)의 흡수에 의해 발생하는 메타구조체(100)의 열을 이용하여 타겟 물질의 농도를 측정할 수 있다.As described above, the temperature-sensitive sensor 200 of the present invention can measure the concentration of the target material by using the heat of the meta-structure 100 generated by absorption of electromagnetic waves (W).

상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 전자기파 흡수를 위한 메타구조체는, 메타구조체의 전기적 공진형 패턴의 주변을 둘러싸는 다수의 이격된 주변 도전성 패턴 및 주변 공백 패턴을 형성함으로써, 메타구조체의 전자기파 흡수를 극대화하여 메타구조체의 발열 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.The meta-structure for absorbing electromagnetic waves of the present invention configured as described above maximizes electromagnetic wave absorption of the meta-structure by forming a plurality of spaced-out peripheral conductive patterns and surrounding blank patterns surrounding the periphery of the electrical resonant pattern of the meta-structure By doing so, an effect capable of improving the heating efficiency of the metastructure can be obtained.

또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 메타구조체를 이용한 온도 감응형 센서는, 상술한 메타구조체를 센서에 이용함으로써, 센서의 민감도와 정확성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, the temperature-sensitive sensor using the metastructure of the present invention configured as described above, by using the above-described metastructure to the sensor, it is possible to obtain an effect that can improve the sensitivity and accuracy of the sensor.

또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 메타구조체를 이용한 온도 감응형 센서는, 전극의 단부의 폭을 좁게 형성함으로써, 외부 환경의 온도 변화에 따른 노이즈를 최소화할 수 있고, 전자기파의 파워가 집중되는 빔 중심부에 전극의 단부를 위치시킴으로써 온도감응층의 저항 변화의 감도를 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, the temperature-sensitive sensor using the meta-structure of the present invention configured as described above, by narrowing the width of the end of the electrode, it is possible to minimize the noise due to the temperature change in the external environment, the power of the electromagnetic wave is concentrated By placing the end of the electrode in the center of the beam, an effect capable of improving the sensitivity of the resistance change of the temperature-sensitive layer can be obtained.

또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 메타구조체를 이용한 온도 감응형 센서는, 메타구조체 및 온도감응층의 주위를 둘러싸는 단열성 소재의 열차단부를 구비함으로써, 메타구조체에서 발생하는 열이 외부로 발산되는 것을 방지할 수 있고, 주변 환경의 온도 변화의 영향을 최소화시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, the temperature-sensitive sensor using the meta-structure of the present invention configured as described above, by providing a thermal barrier portion of an insulating material surrounding the meta-structure and the temperature-sensitive layer, the heat generated in the meta-structure is dissipated to the outside It can be prevented, it is possible to obtain an effect that can minimize the effect of the temperature change in the surrounding environment.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, but can be implemented in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. Any person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims shall be deemed to be within the scope of the claims of the present invention to a wide range that can be modified.

100 : 메타구조체
110 : 전기적 공진형 패턴
111 : 도전성 패턴
112 : 공백 패턴
120 : 주변 도전성 패턴
130 : 주변 공백 패턴
200 : 메타구조체를 이용한 온도 감응형 센서
210 : 온도감응층
220 : 전극
W : 전자기파100: meta structure
110: electrical resonance type pattern
111: conductive pattern
112: blank pattern
120: peripheral conductive pattern
130: surrounding blank pattern
200: temperature-sensitive sensor using meta-structure
210: temperature-sensitive layer
220: electrode
W: Electromagnetic wave

Claims (7)

전기 전도성의 소재로 형성되고, 입사되는 전자기파에 의해 전기적 공진 특성을 나타내며, 입사된 전자기파가 열로 변환되는 도전성 패턴과, 상기 도전성 패턴이 형성되지 않은 영역을 차지하는 공백 패턴을 포함하는 전기적 공진형 패턴;
전기 전도성의 소재로 형성되고, 상기 전기적 공진형 패턴을 둘러싸면서 각 단부가 서로 연결되지 않고 이격되게 배치되는 복수의 주변 도전성 패턴; 및
인접한 주변 도전성 패턴 사이를 각각 차지하는 복수의 주변 공백 패턴;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기파 흡수를 위한 메타구조체.An electrical resonance type pattern formed of an electrically conductive material, exhibiting electrical resonance characteristics by incident electromagnetic waves, and including a conductive pattern in which incident electromagnetic waves are converted into heat, and a blank pattern occupying an area in which the conductive pattern is not formed;
A plurality of peripheral conductive patterns formed of an electrically conductive material and surrounding the electrically resonant pattern, wherein each end is spaced apart without being connected to each other; And
Metastructure for absorbing electromagnetic waves, characterized in that it comprises a; a plurality of peripheral blank patterns that occupy between each of the adjacent peripheral conductive patterns. 제1항에 있어서,
상기 공백 패턴은 폐곡선 형태로 상기 도전성 패턴을 둘러싸도록 형성되고,
상기 복수의 주변 도전성 패턴은 상기 공백 패턴을 둘러싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기파 흡수를 위한 메타구조체.According to claim 1,
The blank pattern is formed to surround the conductive pattern in the form of a closed curve,
The plurality of peripheral conductive patterns are meta structures for absorbing electromagnetic waves, characterized in that formed to surround the blank pattern. 제1항 또는 제2항에 기재된 전자기파 흡수를 위한 메타구조체;
상기 메타구조체에 결합되고, 전자기파의 흡수에 의해 발열되는 메타구조체의 온도에 감응하는 온도감응층; 및
상기 온도감응층에 결합되고, 상기 온도감응층의 온도 변화에 따른 저항 변화를 측정할 수 있도록 마련된 한 쌍의 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 메타구조체를 이용한 온도 감응형 센서.A meta-structure for absorbing electromagnetic waves according to claim 1 or 2;
A temperature-sensitive layer coupled to the meta-structure and responsive to the temperature of the meta-structure that is generated by absorption of electromagnetic waves; And
It is coupled to the temperature-sensitive layer, a pair of electrodes provided to measure the resistance change according to the temperature change of the temperature-sensitive layer; temperature-sensitive sensor using a meta-structure comprising a. 제3항에 있어서,
상기 한 쌍의 전극은 상기 메타구조체가 결합된 영역 내에서 각 단부가 서로 마주보도록 배치되고,
각각의 전극의 단부는 서로 마주보는 방향으로 갈수록 그 폭이 좁아지게 형성되는 것을 특징으로 하는 메타구조체를 이용한 온도 감응형 센서.According to claim 3,
The pair of electrodes is disposed so that each end faces each other in the region where the metastructure is coupled,
The end of each electrode is a temperature-sensitive sensor using a meta-structure, characterized in that the width is formed narrower toward the direction facing each other. 제4항에 있어서,
상기 전극의 단부는 선형으로 테이퍼진 형상, 외부를 향해 볼록한 형상 및 외부를 향해 오목한 형상 중 어느 하나의 형상을 유지하면서 서로 마주보는 방향으로 갈수록 그 폭이 좁아지게 형성되는 것을 특징으로 하는 메타구조체를 이용한 온도 감응형 센서.According to claim 4,
The end of the electrode has a meta-structure characterized in that the width is narrowed toward the direction facing each other while maintaining any one of the shape of the tapered shape, the convex shape toward the outside, and the concave shape toward the outside. Temperature-sensitive sensor used. 제3항에 있어서,
상부에 전자기파가 입사될 수 있는 전자기파 통과홀이 형성되고, 단열성 소재로 형성되며, 내부에 상기 메타구조체, 상기 온도감응층 및 상기 전극이 배치되는 열차단부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메타구조체를 이용한 온도 감응형 센서.According to claim 3,
A meta-structure characterized in that it further comprises; an electromagnetic wave through-hole through which electromagnetic waves may be incident, an insulating material formed therein, and a thermal barrier portion in which the meta-structure, the temperature-sensitive layer, and the electrode are disposed. Temperature-sensitive sensor. 제6항에 있어서,
상기 열차단부는,
전자기파 투과성 재질로 형성되고, 상기 전자기파 통과홀을 덮도록 배치되어 외부로부터 상기 열차단부의 내부를 밀폐시키는 전자기파 투과필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 메타구조체를 이용한 온도 감응형 센서.The method of claim 6,
The train end portion,
It is formed of an electromagnetic wave transmissive material, and is arranged to cover the electromagnetic wave passing hole, a temperature-sensitive sensor using a metastructure, characterized in that it comprises an electromagnetic wave transmissive film that seals the inside of the heat shield from the outside.
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