[发明专利]一种三维电磁超材料及其构造方法

说明书

本发明涉及电磁超材料技术领域，提出一种三维电磁超材料及其构造方法。所述三维电磁超材料包括：基板；以及电磁超材料单元，其包括：第一和第二平面单元，所述第一和第二平面单元分别布置于所述基板的第一面和第二面上；以及纵向单元，其布置于所述基板内，其中所述纵向单元将所述第一平面单元与所述第二平面单元连接。

技术领域

本发明总的来说涉及电磁超材料技术领域。具体而言，本发明涉及一种三维电磁超材料及其构造方法。

背景技术

超材料是一种由周期性结构单元组成的人工材料，其可以获得在自然界中不常见的特性。近年来，电磁超材料因其具有独特的多普勒效应、反向瓦维洛夫-切伦科夫辐射、负折射率、负磁导率负折射率等特性而受到广泛关注。与通常的电磁性材料不同，电磁超材料可以同时具有负介电常数或负磁导率，并且可以服从左手定则。由于电磁超材料奇异的电磁特性，电磁超材料也被称为双负材料或者左手材料。

目前三维电磁超材料通常采用PCB工艺进行制备或者采用机械结构的方式制备，其尺寸和体积较大，通常为毫米量级，因此使用环境受限。然而在射频微系统或者精密光学仪器等的内部都需要小尺寸，也就是说微米量级的电磁超材料。虽然通过电镀等工艺可以实现微米乃至纳米量级的电磁超材料的构造，但这些工艺通常是平面工艺，因此只能构造二位平面的电磁超材料。

发明内容

为至少部分解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种三维电磁超材料，包括

基板；以及

电磁超材料单元，其包括：

第一和第二平面单元，所述第一和第二平面单元分别布置于所

述基板的第一面和第二面上；以及

纵向单元，其布置于所述基板内，其中所述纵向单元将所述第一平面单元与所述第二平面单元连接。

在本发明一个实施例中规定，所述三维电磁超材料包括多个电磁超材料单元，其中多个所述电磁超材料单元在所述基板上循环重复布置。

在本发明一个实施例中规定，所述三维电磁超材料包括介质单元，其布置于所述第一面和第二面上，其中所述介质单元将多个所述电磁超材料单元相互连接。

在本发明一个实施例中规定，所述第一和第二平面单元以及所述纵向单元的尺寸为大于等于1μm并且小于100μm。

在本发明一个实施例中规定，所述基板为硅基板。

在本发明一个实施例中规定，所述第一和第二平面单元为通过重布线层方法构造。

在本发明一个实施例中规定，所述纵向单元为通过硅通孔方法构造。

本发明还提出一种构造所述三维电磁超材料的方法，其特征在于，包括下列步骤：

在基板的第一面和第二面上分别通过重布线层方法构造所述第一和第二平面单元；以及

在所述基板内的通过硅通孔方法构造纵向单元以将所述第一平面单元与所述第二平面单元连接。

本发明还提出一种射频微系统，其具有所述三维电磁超材料，其中所述射频微系统通过所述三维电磁超材料调控电磁场。

在本发明一个实施例中规定，所述射频微系统通过配置所述三维电磁超材料的第一和第二平面单元的形状和尺寸和\或通过配置所述纵向单元的尺寸以配置所述三维电磁超材料调控电磁场的频率和带宽。