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工学硕士学位论文

基于 MEMS 技术太赫兹波段超材料器件
的研究

王蕾

















哈尔滨理工大学
2015 年 3 月
国内图书分类号:TN29


工学硕士学位论文


基于 MEMS 技术太赫兹波段超材料器件
的研究









硕士研究生: 王蕾
导师: 贺训军教授
申请学位级别: 工学硕士
学科、专业: 集成电路工程
所在单位: 应用科学学院
答辩日期: 2015 年 3 月
授予学位单位: 哈尔滨理工大学
Classified Index:


Dissertation for the Master Degree in Engineering

Research of terahertz metamaterial based
on MEMS technology













Candidate: Wang Lei
Supervisor: Prof. He Xunjun
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Specialty: Integrated circuit Engineering
Date of Oral Examination: March, 2015
University: Harbin University of Science and
Technology
哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明
本人郑重声明:此处所提交的硕士学位论文《基于 MEMS 技术太赫兹
波段超材料器件的研究》,是本人在导师指导下,在哈尔滨理工大学攻读硕
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部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的
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作者签名: 日期: 年月日

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《基于 MEMS 技术太赫兹波段超材料器件的研究》系本人在哈尔滨理
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作者签名: 日期: 年月日
导师签名: 日期: 年月日
哈尔滨理工大学工学硕士学位论文
基于 MEMS 技术太赫兹波段超材料器件的研究
摘要
超材料(Metamaterial)是一种由周期性亚波长金属谐振的单元阵列组
成的人工复合型电磁材料,通过合理的设计单元结构可实现特殊的电磁特
性,主要包括隐身、完美吸和负折射等特性。目前,随着太赫兹技术的快速
发展,太赫兹超材料器件已成为当前科研的研究热点,在滤波器、吸收器、
偏振器、太赫兹成像、光谱和生物传感器等领域有着广阔的应用前景。本文
提出了基于 MEMS 技术太赫兹超材料器件的研究,包括可实现带通与低通
滤波的对称双开口环(DS-SRR)滤波器、生物传感器以及可重构电磁诱导
透明超材料器件。本文主要研究工作如下:
(1)设计和制备一种对称双开口环谐振器周期阵列(DS-SRR)太赫兹
超材料滤波器。利用 CST Microwave Studio 对滤波器电磁性能进行模拟分
析;为了提高超材料器件的透射率,采用 MEMS 技术在高阻硅和柔性 PET
薄膜基底上制备滤波器实验样品,并进行相应的电磁性能测试,结果证明实
验验证和模拟仿真相一致。
(2)制备单开口环结构、不对称双开口环结构和交错结构三种超材料
器件微流控芯片。实验主要包括 CST 模拟分析、MEMS 工艺制备、PDMS
封装模具制备、芯片键合及生物修饰等过程。修饰芯片的样品为 GGT-2 抗
体(100μg/ml),且修饰前后 THz-TDS 透射测试结果表明,在 - 频
段内,不对称双开口环结构共振峰最大频移为 19GHz,灵敏度最优