3D结构的超资料器材因为能经过添加入射电磁波和结构之间的堆叠空间来增强光与物质的彼此作用并在调控太赫兹波方面供给额定的自由度，展现出比传统平面2D结构超资料更大的运用潜力。但是传统的制作办法在制备3D结构器材上仍然存在许多妨碍，经过集成光刻、堆积、蚀刻、LIGA等一系列程序来制作3D杂乱结构不只存在耗时和经历要求高级缺陷，且所构建的杂乱3D结构不足以满意需求。
新的加工工艺不断被提出以开发此类杂乱3D结构超资料器材，首要的新办法有剪纸/折纸工艺、3D打印技能、液态金属填充技能等。其间，3D打印技能虽能担任杂乱几许结构的制作，但在太赫兹超资料的特征尺度规模内，大多数3D打印办法在打印过程中只可以运用单一资料，而许多器材一起需求多种资料来支撑杂乱的结构和电磁功用，因而需结合其它过程来引进额定的资料。如课题组前期工作提出的制备工艺，在经过微纳3D打印技能直接进行全体的结构成型后还需运用镀膜工艺完结器材的金属化，因为3D打印技能的阶梯效应，3D打印结构不能太杂乱，不然会对金薄膜的连续性形成晦气影响，使所谓的3D结构实际上成为2.5D结构。
在此景象下，将液态金属填充到微流道中的液态金属填充技能在战胜此问题中具有共同的优势。液态金属填充技能不只可供给结构杂乱几许形状的代替计划，还可供给新的金属化战略。因而，西安交通大学张留洋教师课题组使用摩方精细供给的nanoArch S130打印体系，提出了一种将微纳3D打印技能与微流道液态金属填充技能相结合的微结构制备工艺，作为概念验证，经过所提出的制备战略制备了两种具有宽带和多频段特性的典型超资料，试验获得了与理论仿真符合较好的呼应光谱。该论文以“Broadband and Multiband Terahertz Metamaterials Based on 3-D-Printed Liquid Metal-Filled Microchannel”为题宣告在《IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques》期刊上。
图 1 3D太赫兹超资料的制作工艺示意图：(a)PμSL 3D打印体系，(b)3D打印超资料样品和(c)超资料样品的真空泵送和液态金属填充设备。
相较于传统MEMS工艺长于加工2D结构的不同，微纳3D打印技能在构建杂乱3D结构方面具有明显优势。图 1为3D结构微流道器材的加工流程图，流程简述如下：经过3D打印机（图 1(a)）逐层固化BIO树脂，得到包含微流道结构样品（图 1(b)）；将所得树脂结构浸入异丙醇中约10分钟以洗掉微流道中剩余的树脂；最终进行液态金属填充完结金属化，液态金属填充设备如图 1(c)所示。
为证明所提出制备工艺的可行性，首要规划了如图 2所示的太赫兹宽带吸波器，其超分子由两个彼此贯穿的圆盘组成。填充前后的结构在光学显微镜下的景象别离如图 3(a)和图 3(c)所示，在充沛填充后按图 3(f)中的流程冲刷外表剩余的液态金属。从图 3(e)可看出，试验光谱和仿真核算光谱均显示出高吸收率、大带宽的特征，标明所提出的吸波器能在宽频率规模内有效吸收入射太赫兹波。
图 3 3D打印宽带吸波器液态金属填充前(a)和填充后(c)的光学显微图画，(b)和(d)为部分扩大图；(e)模仿和丈量的吸收光谱；(f)吸收器顶部剩余的液态金属冲刷示意图。
类似地，根据所提出的制备工艺，规划并制备了第二种太赫兹超资料（图 4），其由两对笔直穿插的开口环组成，在完结液态金属填充后能在频率为0.1至3.0 THz的规模内形成了五个共振波谷，因而该根据笔直开口环的超资料可归类为多带太赫兹超资料。每一个共振波谷的反射都挨近或超越-20 dB，标明吸收率可到达99%。此外，橙色线表明经过THz-TDS丈量的反射谱，其间谐振频率和振幅与模仿成果根本共同。
图 5 太赫兹多带超资料的显微镜图画：(a)液态金属填充前和(c)液态金属充填后；(b)和(d)为相应的扩大图画。(e)模仿和试验丈量的反射光谱。
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