Onderzoek naar de fysische principes bij het oogsten van elektromagnetische energie met GHz en THz metamaterialen.

Metamaterialen, bestaande uit periodiek geplaatste subgolflengtestructuren, vertonen buitengewone elektromagnetische (EM) eigenschappen die kunnen worden gebruikt voor een breed scala van toepassingen, zoals sub-diffractie beeldvorming, EM geïnduceerde transparantie en onzichtbare bedekking. Onlangs hebben absorberende metamaterialen veel aandacht gekregen als omringende opwekkingsmachine van EM-energie om bijvoorbeeld ongebruikte energie van draadloze hotspots te absorberen en om te zetten in elektrische stromen als een bron van goedkope en hernieuwbare energie. Helaas wordt een groot deel van de geabsorbeerde energieën in metamaterialen gedissipeerd via diëlektrische verliezen, waardoor de toepasbaarheid voor het opwekken van energie wordt beperkt. Daarnaast zijn enkele fundamentele vragen met betrekking tot de dynamiek van de energiedissipatie die essentieel kan zijn om de conversie-efficiëntie te verhogen, niet aangepakt.

In dit voorstel zullen we de fundamentele fysica van dissipatieprocessen in metamateriaal absorberende materialen voor het opwekken van GHz- en THz-EM-straling onderzoeken. We zullen 1) het energieconversieproces in GHz en THz metamaterialen bestuderen die zijn ontworpen voor hoog-efficiënte energieopwekking door het gelijktijdig opwekken van elektrische en magnetische resonanties; 2)metamaterialen ontwerpen en karakteriseren die breedband perfect absorptiegedrag vertonen voor het gelijktijdig opwekken van meerdere energiebronnen; en 3) de belangrijkste dissipatieprocessen identificeren na de absorptie van straling in THz-metamaterialen en hun overeenkomstige tijdschalen kwantificeren.