微机械平面重构太赫兹超常媒质的动态电磁特性及可控功能器件研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51575149
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0512.微纳机械系统
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

In recent years, the limited tuning ranges and selections of tunable materials in tunalbe terahertz metamaterials severely restrict the developments and applications of tunable terahertz decvices based on metamaterials. In this project, a novel method is proposed that miromachined in-plane reconfiguration or translation of the metamaterial unit cells via electrostatic actuators are used to replace the nonlinear response of tranditional tunable materials or out of plane reconfiguration of MEMS structure. In this way, the terahertz metamaterials with large tuning range, real-time and dynamic tunability are presented, which is important to further research and application. We mainly investigate the micromachined in-plane reconfigurable terahertz metamaterials. Firstly, based on a method combined numerical simulation, theoretical analysis and experimental correction, as the unit cells are translated and reconfigured, the field distributions of micromachined in-plane reconfigurable terahertz metamaterial are studied to create the corresponding equivalent circuit model. Secondly, the dynamic electromagnetic properties of micromachined in-plane reconfigurable terahertz metamaterial are investigated when the unit cells are drived by the different voltages and speeds. Then, the optimized structures are fabricated, measured, improved and perfected. Finally, the controlled functional devices based on micromachined in-plane reconfigurable terahertz metamaterial are further explored. The expected research results of this project possibly provide flexible platform and new freedom degree for the design and fabrication of tunable terahertz metamaterials.
近年来,可调太赫兹超常媒质遇到调谐范围小和调谐材料可选性窄等瓶颈,严重制约太赫兹功能器件的发展和应用。本项目提出利用静电驱动微机械平面重构的结构单元平移或重构代替传统调谐中材料非线性响应或非平面MEMS结构运动,构造大范围、实时动态调谐的太赫兹超常媒质,对促进超常媒质更深层次应用具有重要意义。本项目以“微机械平面重构太赫兹超常媒质”为研究对象,采用数值仿真、理论分析和实验修正相结合方法,从结构单元重构出发,研究结构单元内部各元件间平移或重构时微机械平面重构太赫兹超常媒质的场分布规律,构建等效电路模型;研究不同电压和速度驱动下结构单元重构或平移时微机械平面重构太赫兹超常媒质的动态电磁特性,并对优化的结构进行试验加工、测试以及理论改进与完善;进而探索基于微机械平面重构太赫兹超常媒质在可控功能器件应用。本项目的预期研究成果有望为可调太赫兹超常媒质的设计和制备提供灵活易控的平台和新的自由度。

结项摘要

针对当前可调谐太赫兹超常媒质研究中遇到调谐材料可选择范围窄、批量制备难和调谐范围小等瓶颈,本项目突破传统可调太赫兹超常媒质的研究思维方式,从太赫兹超常媒质的结构单元(超常分子)出发,研究了微机械平面重构太赫兹超常媒质结构单元各元件之间重构时的电磁响应和可调谐电磁特性,并提出了基于微机械平面重构太赫兹超常媒质的电磁耦合模型和等效电路模型,建立了微机械平面重构太赫兹超常媒质的构造理论,揭示了微机械平面重构太赫兹超常媒质的调谐机理;在此基础上,提出了不同类型的微机械平面重构太赫兹超常媒质结构,并制备和开发出可动态调谐的调制器、滤波器、以及模式转换器等太赫兹功能器件。另外,项目也研究了基于石墨烯结构太赫兹超常媒质的调谐机理,并设计和开发出相应的太赫兹功能器件。因此,本项目的研究成果解决了现有可调太赫兹超常媒质调谐范围小、工艺复杂、功能单一和难以灵活控制等缺点,对可调谐太赫兹超常媒质的结构单元设计和灵活调控的功能器件开发具有重要的指导意义。

项目成果

期刊论文数量(17)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(5)
High-sensitive dual-band sensor based on microsize circular ring complementary terahertz metamaterial
基于微米圆环互补太赫兹超材料的高灵敏度双波段传感器
  • DOI:
    10.1080/09205071.2016.1270232
  • 发表时间:
    2017-01-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF ELECTROMAGNETIC WAVES AND APPLICATIONS
  • 影响因子:
    1.3
  • 作者:
    He, Xunjun;Li, Shaopeng;Jiang, Jiuxing
  • 通讯作者:
    Jiang, Jiuxing
Tunable bandwidth of double electromagnetic induced transparency windows in terahertz graphene metamaterial.
太赫兹石墨烯超材料中双电磁感应透明窗的可调带宽
  • DOI:
    10.1039/c8ra06008h
  • 发表时间:
    2018-11-01
  • 期刊:
    RSC ADVANCES
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Wang, Yue;Tao, Mengning;Pei, Zhen;Yu, Xuzheng;Wang, Benhua;Jiang, Jiuxing;He, Xunjun
  • 通讯作者:
    He, Xunjun
Tunable ultrasensitive terahertz sensor based on complementary graphene metamaterials
基于互补石墨烯超材料的可调谐超灵敏太赫兹传感器
  • DOI:
    10.1039/c5ra21974d
  • 发表时间:
    2016-01-01
  • 期刊:
    RSC ADVANCES
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    He, Xunjun;Zhang, Qinfei;Jiang, Jiuxing
  • 通讯作者:
    Jiang, Jiuxing
Structure reconfigurable metamaterial for terahertz wave control
用于太赫兹波控制的结构可重构超材料
  • DOI:
    10.1080/10584587.2019.1592068
  • 发表时间:
    2019-03
  • 期刊:
    Integrated Ferroelectrics
  • 影响因子:
    0.7
  • 作者:
    Ling Tian;Yuan Yao;Jiangtao Han;Lei Zhu;Fengmin Wu;Xunjun He
  • 通讯作者:
    Xunjun He
Implementation of selective controlling electromagnetically induced transparency in terahertz graphene metamaterial
在太赫兹石墨烯超材料中实现选择性控制电磁感应透明度
  • DOI:
    10.1016/j.carbon.2017.08.016
  • 发表时间:
    2017-10-01
  • 期刊:
    CARBON
  • 影响因子:
    10.9
  • 作者:
    He, Xunjun;Yang, Xingyu;Jiang, Jiuxing
  • 通讯作者:
    Jiang, Jiuxing

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其他文献

单斜相弛豫铁电单晶0.24PIN–0.43PMN–0.33PT的电光性能
  • DOI:
    10.14062/j.issn.0454-5648.2015.11.11
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    硅酸盐学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈春天;张景云;吴丰民;贺训军;杨彬;孙恩伟;曹文武
  • 通讯作者:
    曹文武
提高太赫兹时域光谱仪测量速度研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Spectroscopy and Spectral Analysis
  • 影响因子:
    0.7
  • 作者:
    邓玉强;贺训军;殷景华;李京
  • 通讯作者:
    李京
铌铟镁酸铅钛酸铅单晶的太赫兹传输特性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    硅酸盐学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴丰民;高敏;贺训军;林炜鹏;姜久兴
  • 通讯作者:
    姜久兴
太赫兹波段表面等离子光子学
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    殷景华;雷清泉;贺训军;王暄;梅金硕;王玥;陈明华
  • 通讯作者:
    陈明华
毫米波MEMS移相器及在相控阵中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    航空科学技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孟建新;傅佳辉;贺训军;吴群
  • 通讯作者:
    吴群

其他文献

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贺训军的其他基金

基于二维Ruddlesden-Popper型杂化钙钛矿太赫兹超材料的泵浦波长选择性调控机理及器件研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    59 万元
  • 项目类别:
    面上项目
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  • 批准号:
    51005001
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  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    青年科学基金项目

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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