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【24h】

Active terahertz metamaterial devices

机译：有源太赫兹超材料设备

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The development of artificially structured electromagnetic materials, termed metamaterials, has led to the realization of phenomena that cannot be obtained with natural materials(1). This is especially important for the technologically relevant terahertz ( 1 THz = 10(12) Hz) frequency regime; many materials inherently do not respond to THz radiation, and the tools that are necessary to construct devices operating within this range - sources, lenses, switches, modulators and detectors - largely do not exist. Considerable efforts are underway to fill this 'THz gap' in view of the useful potential applications of THz radiation(2-7). Moderate progress has been made in THz generation and detection(8); THz quantum cascade lasers are a recent example(9). However, techniques to control and manipulate THz waves are lagging behind. Here we demonstrate an active metamaterial device capable of efficient real-time control and manipulation of THz radiation. The device consists of an array of gold electric resonator elements ( the metamaterial) fabricated on a semiconductor substrate. The metamaterial array and substrate together effectively form a Schottky diode, which enables modulation of THz transmission by 50 per cent, an order of magnitude improvement over existing devices(10).
机译：人造结构电磁材料（称为超材料）的发展导致实现了天然材料无法获得的现象（1）。这对于技术上相关的太赫兹（1 THz = 10（12）Hz）频率制度尤为重要；许多材料本来就不会对太赫兹辐射产生响应，并且构建在此范围内工作的设备所必需的工具-光源，透镜，开关，调制器和检测器-基本上不存在。考虑到太赫兹辐射的潜在应用潜力，正在做出巨大努力来填补这一“太赫兹差距”（2-7）。太赫兹的产生和检测已经取得了一定的进展（8）；太赫兹量子级联激光器是最近的例子（9）。但是，控制和操纵太赫兹波的技术落后。在这里，我们演示了一种有源超材料设备，能够有效地实时控制和处理THz辐射。该设备由在半导体衬底上制造的金电谐振器元件（超材料）阵列组成。超材料阵列和基板一起有效地形成了肖特基二极管，可将THz传输调制50％，比现有器件提高了一个数量级（10）。

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