超器件以及导引光的方法技术

本公开提供一种超器件以及导引光的方法。一种超器件包括：多个超结构，彼此间隔开并反射入射光的至少一部分；以及控制器，包括彼此间隔开的多个电极，并配置为采用施加到多个电极的电压来控制反射光的相位偏移。

Ultra device and method for guiding light

The present disclosure provides an ultra device as well as a method of guiding light. A device includes a plurality of super structure, at least a portion spaced from each other and the reflection of incident light; and a controller that includes a plurality of electrodes spaced apart from each other, and configured as a phase offset by a voltage applied to a plurality of electrodes to control the reflected light.

【技术实现步骤摘要】
超器件以及导引光的方法
与示范性实施方式一致的装置涉及超器件(metadevice)。
技术介绍
超材料(metamaterial)是包括人造超结构(metastructure)的材料，该超结构被图案化为具有比波长小的大小和尺寸。包括在超材料中的每个超结构具有响应于施加到超材料的电磁波或声波的特定特性。超材料可以被设计和制造为具有相对于电磁波或声波的有效折射系数和有效材料系数，该有效折射系数和有效材料系数不存在于自然界中。例如，超材料可以产生新的现象，诸如亚波长聚焦、负折射等。
技术实现思路
一个或多个示范性实施方式可以提供一种包括超材料的超器件。其它的示范性方面将在随后的描述中被部分地阐述并将部分地从该描述变得明显，或者可以通过实施给出的示范性实施方式而掌握。根据示范性实施方式的一个方面，一种超器件包括：彼此间隔开的多个电极；覆盖多个电极的绝缘层；超材料，包括彼此间隔开的多个超结构；以及有源层，设置在绝缘层和超材料之间并具有根据施加到所述多个电极和所述有源层的电信号而变化的电荷密度。多个超结构的每个可以交叠多个电极中的一个。多个电极中的至少一个可以交叠多个超结构中的至少两个。多个电极中的相邻电极之间的区域可以由绝缘层填充。有源层的与多个电极中的一个电极的位置相对应的区域的电荷密度可以在施加电信号到多个电极中的所述一个电极时改变。预定大小的电压可以施加到有源层，并且与所述预定大小不同的大小的电压可以施加到多个电极。有源层可以接地。多个电极的每个可以与多个电极中的其它电极电隔离，使得电压可以独立地施加到多个电极的每个。不同的电压可以施加到多个电极中的至少两个。不同的电压可以施加到多个电极中的两个相邻的电极。电压可以施加到多个电极，使得从超器件反射的光被导引到预定点。反射光被导引到的预定点可以根据施加到多个电极的电压而改变。超器件还可以包括电路基板，该电路基板配置为施加电压到多个电极。电路基板可以接触多个电极。多个超结构的每个的长度可以小于超器件的操作波长。多个电极的空间间隔的尺寸可以小于多个超结构的空间间隔的尺寸。有源层可以根据电荷密度引起反射光的相位偏移(phaseshift)。绝缘层可以为第一绝缘层，并且超器件还可以包括在有源层和超材料之间的第二绝缘层。第二绝缘层可以包括金属化合物和硅化合物中的至少一种。第二绝缘层可以包括Al2O3、HfO、ZrO、HfSiO、SiOx、SiNx和SiON中的至少一种。有源层可以包括铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铝锌氧化物(AZO)、镓锌氧化物(GZO)和镓铟锌氧化物(GIZO)中的至少一种。绝缘层可以包括金属化合物和硅化合物中的至少一种。绝缘层可以包括Al2O3、HfO、ZrO、HfSiO、SiOx、SiNx和SiON中的至少一种。多个电极可以具有相同的形状和尺寸。多个电极可以被一维地或二维地布置。多个超结构的每个的长度可以小于操作波长。根据另一个示范性实施方式的方面，一种超器件包括：多个超结构，彼此间隔开并配置为反射入射光的至少一部分；和控制器，包括彼此间隔开的多个电极并配置为利用施加到多个电极的电压来控制反射光的相位偏移。多个电极可以与多个超结构分开，并且多个电极的每个可以交叠多个超结构中的一个。多个电极中的至少一个可以交叠多个超结构中的至少两个。控制器还可以包括覆盖多个电极的绝缘层和设置在绝缘层上的有源层，该有源层具有根据施加到所述多个电极和所述有源层的电信号而变化的电荷密度。预定大小的电压可以施加到有源层，并且与所述预定大小不同的大小的电压可以施加到多个电极。绝缘层可以为第一绝缘层，并且控制器还可以包括在有源层和多个超结构之间的第二绝缘层。根据示范性实施方式的一个方面，一种导引光的方法可以包括：提供超器件，所述超器件包括多个电极、覆盖所述多个电极的绝缘层、多个超结构、以及设置在所述绝缘层和所述多个超结构之间的有源层；使光入射在所述多个超结构上；施加第一大小的电压到所述有源层，并施加与所述第一大小不同的第二大小的电压到所述多个电极，从而改变所述有源层的电荷密度；以及从所述多个超结构反射光。附图说明从以下结合附图对示范性实施方式的描述，这些和/或其它的示范性方面和优点将变得明显并更易于理解，附图中：图1是根据示范性实施方式的超器件的方框图；图2是图1的超器件的示意性结构的局部透视图；图3是图1的超器件的截面图；图4是示出图3的超器件作为光束导引器件操作的概念图；图5是根据另一个示范性实施方式的超器件的截面图；图6是根据另一个示范性实施方式的超器件的截面图；图7是根据另一个示范性实施方式的超器件的截面图；图8是示出相对于施加到根据示范性实施方式的图7的超器件的单元的电压测量反射光的强度随共振波长变化的结果的图形；图9是示出相对于施加到根据示范性实施方式的图7的超器件的单元的光的波长测量反射光的相位的结果的图形；图10是根据比较例的超器件的截面图；以及图11是示出相对于施加到超器件的电压的电荷密度的变化的图形。具体实施方式现在将详细参照附图中示出的示范性实施方式，附图中相同的附图标记始终表示相同的元件。在这点上，本专利技术的示范性实施方式可以具有不同的形式，而不应被解释为限于这里阐述的描述。因此，下面通过参照附图仅描述了示范性实施方式以说明各方面。诸如“…中的至少一个”的术语，当在一列元件之后时，修饰整个列表的元件，而不修改该列表的个别元件。尽管这里所用的术语是当前被广泛使用并考虑到实施方式中的功能而选择的一般术语，但是术语的含义可以根据本领域普通技术人员的意图、实践或新技术的出现而变化。此外，某些特定的术语可以由申请人随机地选择，在此情况下，术语的含义可以被具体地限定在示范性实施方式的描述中。因此，术语不应由其简单的名称限定，而且基于其含义和示范性实施方式的描述的上下文。这里所用的术语“包括”或“包含”不应被解释为必须包括这里公开的所有的元件或步骤，而应当被解释为不包括其元件或步骤中的一些，或者应当被解释为还包括额外的元件或步骤。在下面的描述中，诸如“在…之上”或“在…上”的术语不仅可以包括“以接触的方式直接在…上/在…下/在…左边/在…右边”的含义，而且包括“以非接触方式在…上/在…下/在…左边/在…右边”的含义。在下文，在参照附图的同时详细描述示范性实施方式，这仅是了说明而不是限制。图1是根据示范性实施方式的超器件的方框图，图2是图1的超器件的示意性结构的局部透视图，图3是图1的超器件的截面图。参照图1至图3，超器件100可以包括超材料以及不是超材料的材料或层。例如，超器件100可以包括：超材料10，包括彼此间隔开以反射入射光的多个超结构110；和控制器20，包括彼此间隔开的多个电极120并根据施加到该多个电极120的电压实现反射光的相位偏移。多个超结构110可以布置为网格形式。图2示出多个超结构110被二维地布置。然而，示范性实施方式不限于该图示。多个超结构110也可以一维地布置在单行中。超器件100可以为图案化的材料。超结构110可以具有根据期望的操作波长而确定的尺寸或形状。每个超结构110可以具有柱形状，并且其横截面可以具有任意的各种形状，诸如多边形形状(诸如四边形形状、三角形形状等)、圆形形状、椭圆形形状和十字形状等。尽管图2的超本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超器件，包括：多个电极，彼此间隔开；绝缘层，覆盖所述多个电极；超材料，包括彼此间隔开的多个超结构；以及有源层，设置在所述绝缘层和所述超材料之间并具有根据施加到所述多个电极和所述有源层的电信号而变化的电荷密度。

【技术特征摘要】
2015.12.09 KR 10-2015-0175345;2016.08.17 KR 10-2011.一种超器件，包括：多个电极，彼此间隔开；绝缘层，覆盖所述多个电极；超材料，包括彼此间隔开的多个超结构；以及有源层，设置在所述绝缘层和所述超材料之间并具有根据施加到所述多个电极和所述有源层的电信号而变化的电荷密度。2.如权利要求1所述的超器件，其中所述多个超结构的每个交叠所述多个电极中的一个。3.如权利要求1所述的超器件，其中所述多个电极中的至少一个交叠所述多个超结构中的至少两个。4.如权利要求1所述的超器件，其中所述多个电极中的相邻的电极之间的区域由所述绝缘层填充。5.如权利要求1所述的超器件，其中所述有源层的与所述多个电极中的一个电极的位置相对应的区域的电荷密度在向所述多个电极中的所述一个电极施加电信号时改变。6.如权利要求1所述的超器件，其中所述有源层接地。7.如权利要求1所述的超器件，其中所述多个电极的每个与所述多个电极中的其它电极电隔离。8.如权利要求1所述的超器件，其中所述多个电极中的至少两个彼此电隔离。9.如权利要求1所述的超器件，其中所述多个电极中的两个相邻的电极彼此电隔离。10.如权利要求1所述的超器件，其中施加到所述多个电极的电压使得从所述超器件反射的光被导引到预定点。11.如权利要求10所述的超器件，其中所述反射光被导引到的所述预定点根据施加到所述多个电极的电压而变化。12.如权利要求1所述的超器件，还包括电路基板，该电路基板配置为向所述多个电极施加电压。13.如权利要求12所述的超器件，其中所述电路基板接触所述多个电极。14.如权利要求1所述的超器件，其中所述多个电极的空间间隔的尺寸小于所述多个超结构的空间间隔的尺寸。15.如权利要求1所述的超器件，其中所述有源层的所述电荷密度的变化引起由所述超器件反射的光的相位偏移。16.如权利要求1所述的超器件，其中所述绝缘层是第一绝缘层，所述超器件还包括在所述有源层和所述超材料之间的第二绝缘层。17.如权利要求16所述的超器件，其中所述第二绝缘层包括金属化合物和硅化合物中的至少一种。18.如权利要求16所述的超器件，其中所述第二绝缘层包括Al2O3、HfO、ZrO、HfSiO、SiOx、SiNx和SiON中的至少一种。19.如权利要求1所述的超器件，其中所述有源层包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：金善日，申昶均，李斗铉，金桢佑，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR