基于人工局域表面等离激元的液晶微波介电常数测量传感器

作     者：李若舟 吴哲元 杨铭清 屈科 于映 严静 LI Ruo-zhou;WU Zhe-yuan;YANG Ming-qing;QU Ke;YU Ying;YAN Jing

作者机构：南京邮电大学集成电路科学与工程学院江苏南京210023 南京邮电大学、射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室江苏南京210023 南京邮电大学电子与光学工程学院江苏南京210023 

基　　金：国家自然科学基金(No.11904177,No.61704090) 射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室开放基金(No.KFJJ20210205) 

出 版 物：《液晶与显示》 (Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays)

年 卷 期：2023年第38卷第4期

页      码：471-478页

摘      要：液晶材料在微波频段具有良好的调制特性,在微波可调谐器件领域具有巨大的应用潜力。本文针对液晶材料微波介电常数的测量需求,提出了一种基于人工局域表面等离激元谐振的传感器。通过设计环形谐振器结构,在sub-6 GHz频段形成局域表面等离激元窄带谐振峰。通过给液晶施加外加电场,能够实现对液晶介电常数的调控。通过谐振频点位置的拟合,能够得到对应的液晶的介电常数大小,从而实现液晶材料在微波频段的介电常数的测量。本文研究了不同液晶层厚度、不同液晶介电常数对人工局域表面等离激元谐振频点的影响。随着液晶层厚度增加或者液晶介电常数的减小,谐振频点f_(1)和f_(2)都逐渐增大。当液晶层厚度大于或等于0.5 mm时,谐振频点f_(1)和f_(2)随介电常数的变化具有良好的线性度,且具有高灵敏度(>400 MHz/Δε),远大于基于目前报道的其他形式介电常数传感器。同时,本传感器结构可以在液晶层上下施加电场,从而实现在不同外加电场作用下液晶材料微波介电常数的测量,在液晶微波特性研究领域具有应用潜力。

主 题 词：液晶 微波介电常数 传感器 人工局域表面等离激元 

学科分类：080901[080901] 07[理学] 0809[工学-计算机类] 070205[070205] 08[工学] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 0703[理学-化学类] 0702[理学-物理学类] 

D　O　I：10.37188/CJLCD.2022-0378

馆 藏 号：203121074...