Terahertz metamalzeme
Terahertz metamalzemeleriyle ilgili araştırma

Terahertz metamalzemeleri orijinal cihazların üretimiyle ilgili çalışmaları mümkün kılmaktadır.
Terahertz frekanslarındaki radyasyon, yüksek frekanslı elektromanyetik radyasyona göre (örneğin: X-ışınları) çok daha az enerji enerjiye sahiptir.Terahertz dalgaları enerjisi çok düşük atomlardan elektronları geçmek için, yani iyonize malzeme potansiyeline sahiptir. Bu nedenle de canlı dokuya zarar vermez. Elektromanyetik radyasyon görüntüler elde etmek için kullanılabilir. Bunun en tipik örneği X-ışınlarıdır. Görüntünün detay seviyesi elektromanyetik dalga’nın, dalga  boyuna bağlıdır. Dalga ne kadar küçük dalga boyuna sahip olursa görüntüleme o kadar iyi olur. Terahertz dalgaları’nın gücü belki X-ışınları veya görünür ışık kadar iyi olmayabilir fakat mikrodalga ve radyo dalgalarından daha iyi sonuç verdikleri ispatlanmıştır.Ayrıca hava alanlarında, insanları taramak için birçok yerde kullanılır.Milimetre ve Terahertz metamalzemeleri konularında öncelikli hedefleri doğrultusunda  ihtiyaç duyulan teorik, benzetim ve ölçüm çalışmalarını yürütecek bilgi ve kabiliyeti bünyesinde barındırma, malzeme karakterizasyonu, araştırma, ölçüm ve danışmanlık hizmetlerinde bulunma, mmW ve THz bölgesinde görüntüleme faaliyetlerini ve projelerini gerçekleştirme, radar kesit alanı faaliyetlerini yürütme, mmW ve THz frekanslarında pasif (anten, dalga kılavuzu, güç bölücü, kuplör, ...) ve aktif devre elemanlarının tasarım, cihaz ve sistem gerçekleştirme ve ölçümlerini yapma, gıda kalitesi ve güvenliğine ilişkin spektroskopik yöntemlerin geliştirilmesine yönelik faaliyetleri gerçekleştirme, medikal görüntüleme tekniklerini araştırma geliştirme ve gerçekleştirme faaliyetlerinde bulunma konularında çalışmalar yapmaktadır.
Terahertz dalga boylarında ihtiyaç duyulan küçük boyutlu, yüksek güçlü, frekansı ayarlanabilir, koherent, sürekli ışıma yapan bir kaynağa İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü ile Argonne Ulusal Laboratuvarının çözüm  önerisi katmanlı süperiletkenlerdir. Tek kristal Bi2Sr2CaCu2O8 (Bi2212) yüksek sıcaklık süperiletkeni c-ekseni boyunca sıralanmış üstüniletken  CuO2 katmanları ile yalıtkan Bi-O ve Sr-O katmanlarından oluşur. Bu doğal katmanlı yapı, c-ekseni boyunca tünel eklemler oluşturur ve özgün Josephson eklemleri olarak isimlendirilir. AC Josephson olayı kullanılarak bu tünel eklem dizilerinin terahertz dalga boyunda ışıması uzun yıllardır teorik olarak araştırılmış ama koherent ve şiddetli bir ışıma elde edilememiştir. On yılı aşkın süredir elektron ve cooper çifti tünellemeleri üzerine çalışmamız ve tünel eklemlerdeki ısınma olaylarındaki bilgi birikimimiz neticesinde yeni bir tasarım yapılarak terahertz ışıma gözlenmesi planlanmıştır. Lazer kavitesine benzeşim yapıldığında, süperiletken dikdörtgen prizması şeklindeki örnek içinde, elektromanyetik kavite rezonansının uyarılması bir makroskopik kuantum durumu oluşturur ki, çok sayıdaki tünel eklem senkronize olarak aynı fazda THz frekansında titreşmeye başlar. Bu prensip doğrultusunda Bi2212 tek kristalleri üzerine fotolitografi ve iyon demeti aşındırma yöntemleri ile çeşitli boyutlarda mesa yapılar şeklinde hazırlanarak, düşük sıcaklıklarda akım-gerilim ve bolometreden gerilime bağlı olarak terahertz ışımaları incelenmiştir.
Çoğu molekülün rotasyon frekansları mikrodalga bölgesine denk gelirken, daha küçük ve kütlesi daha az olan moleküllerin rotasyon frekansları THz bölgesindedir. Ek olarak büyük moleküllerin titreşimsel modlarının ve birçok biyolojik molekülün rezonans frekansları THz bölgesi kapsamındadır. Maddelerin parmak izi diyebileceğimiz bu özgün özellikleri THz sistemleri aracılığıyla belirlenebilmektedir. Dolayısıyla maddelerin ne olduğu, THz frekanslarında geçirgen malzemelerin arkasında olsalar dahi ayırt edilebilmektedir. Bu kritik özellik sayesinde THz teknolojileri savunma ve güvenlik sektörleri için sınırsız seçenek oluşturmaktadır. Geliştirilen sistemler sayesinde, biyolojik savaş maddelerinin, gizli silah ve patlayıcı maddelerin tespiti mümkün olacaktır.
Biyoloji alanında da THz uygulamaları değer kazanmaktadır. THz frekanslarında üretilen tıbbi görüntüleme cihazlarının, sağlık sektöründe önemli bir yere sahip olması beklenmektedir. THz ile deri kanseri teşhisi çalışmalarından alınan olumlu sonuçlar bunun için güzel bir örnektir. Ayrıca beyin tomografisi ve diş sağlığı üzerine de THz bölgesinde çalışmalar yürütülmektedir. Geleneksel olarak, sağlık sektöründe kullanılan diğer görüntüme sistemlerine kıyasla en önemli avantajı, insan vücuduna düşük foton enerjisi sayesinde hiçbir zararının olmamasıdır. Bu sayede THz görüntüleme sistemleri hamile ve çocuklarda dahi güvenle kullanılabilecektir.