Mikroskobik Yaylar Kırılgan Silikonu Esnek Terahertz Metamalije Dönüştürüyor

Osaka Sanayi Bilimi ve Teknolojisi Araştırma Enstitüsü (ORIST) araştırmacıları, Osaka Üniversitesi ve Tohoku Üniversitesi ile iş birliği yaparak, terahertz dalgalarına tepkisi mekanik olarak ayarlanabilen esnek ve esneyebilen bir silisyum malzeme geliştirdi. Araştırmacılar, silisyuma mikroskobik sarmal yaylar kazıyarak kırılgan malzemenin bükülebilir ve esneyebilen hale gelmesini sağladı.

Araştırma, Optica dergisinde yayımlandı.

Frekansları mikrodalga ile ışık arasındaki bölgede yer alan terahertz dalgaları, malzeme muayenesi ve gelecekteki kablosuz iletişim için potansiyel taşıyor. Silisyum, terahertz bandında düşük kayıplı optik bileşenlerin üretiminde kullanılıyor. Ancak bu bileşenler rijit ve mekanik darbeyle kolayca kırılabiliyor.

Sarmal yaylar silisyumu esnek kılar

“Anahtar, esnekliği silisyum yapısının kendisine yerleştirmekti,” ORIST’te kıdemli araştırmacı olan Dr. Hidemasa Yamane, “Bu küçük yaylar yapının bükülmesini ve esnemesini sağlarken, aynı silisyum ağı terahertz dalgaları için optik işlevselliği de sağlıyor.”

Araştırmacılar, mikromekanik sistemler (MEMS) üretim tekniklerini kullanarak, 200 mikrometre kalınlığında bir silisyum wafer üzerinde sarmal biçimli boşlukları kazıdı ve yaklaşık 10 mikrometre genişliğinde yay kolları oluşturdu. Ortaya çıkan silisyum yapısı kendi kendini taşıyan bir yapıdır ve polimer ya da metal destek gerektirmez. Silisyum ve havanın göreli oranları ve dizilimiyle belirlenen etkili kırılma indisi, deformasyonla değiştirilebilir.

Esneme terahertz tepkisini değiştirir

“Yapıyı çektiğimizde, silisyum kolları arasındaki boşluklar genişliyor,” Yamane açıkladı. “Havanın oranının artması etkili kırılma indisini azaltır. Bu nedenle, yapının ne kadar esnetildiğini değiştirerek terahertz dalgalarının faz gecikmesini değiştirebiliriz.”

Terahertz zaman alanı spektroskopisi, desenin %12,6 oranında uzatılmasının, esneme yönüne dik polarizasyon için kırılma indisini yaklaşık %6 oranında azalttığını gösterdi.

Polarizasyonun bu yöne paralel olması durumunda azalma %8 oldu. Bu farklı tepkiler, deformasyonun malzemenin birefringansını ayarlayabileceğini gösteriyor; birefringans, iki polarizasyon için etkin kırılma indisi arasındaki fark olarak tanımlanır.

“Mekanik deformasyon, terahertz silikon fotonik için yeni bir yol açıyor,” diyor Tohoku Üniversitesi ve Osaka Üniversitesi’nden Profesör Masayuki Fujita. “Yapılacak daha ayrıntılı çalışmalar, MEMS teknolojisi kullanılarak ayarlanabilir terahertz entegre devrelerin geliştirilmesine yol açacak.”

Hidemasa Yamane ve ark., Refractive index tuning of terahertz photonic materials based on a stretchable silicon effective medium, Optica (2026). DOI: 10.1364/optica.596183

Dergi bilgileri:
Optica

silicon
Mechanical deformation
Optical materials & elements
Terahertz techniques

Bu hikayenin ardındaki kişiler:

BSc Life Sciences & Ecology. Microbiology lab background with pharmaceutical news experience in oil, gas, and renewable industries.

Full profile →

Bachelor’s in mathematical biology, Master’s in creative writing. Well-traveled with unique perspectives on science and language.

Full profile →

Citation

:
Microscopic springs transform fragile silicon into a flexible terahertz metamaterial (2026, October 27)
retrieved 27 October 2026
from https://phys.org/news/2026-10-microscopic-fragile-silicon-flexible-terahertz.html

Bu belge telif hakkına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amacıyla yapılan adil kullanım dışında, içerigin tamamı veya bir kısmı yazılı izinsiz hiçbir şekilde çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı sunulmaktadır.