Electronic Theses and Dissertation

Frekuensi terahertz (thz) memiliki potensi besar dalam berbagai aplikasi seperti komunikasi nirkabel, pencitraan medis, dan deteksi material tersembunyi. namun, pemanfaatannya masih menghadapi tantangan berupa interferensi dan noise. salah satu solusi yang menjanjikan adalah penggunaan metamaterial absorber (mma) untuk meningkatkan efisiensi penyerapan gelombang elektromagnetik pada spektrum thz. penelitian ini bertujuan untuk merancang struktur mma berbasis vanadium dioksida (vo₂) dengan metode komposit serta membandingkan kinerjanya pada tiga jenis substrat dielektrik, yaitu pdms, sio₂, dan rogers rt5880lz, menggunakan lapisan konduktif emas (au). proses desain dilakukan menggunakan perangkat lunak cst studio suite dengan target performa berupa nilai s-parameter (s₁₁) ≤ -10 db, bandwidth absorpsi ≥ 3 thz, dan efisiensi absorpsi ≥ 90% dalam rentang frekuensi 1–10 thz. hasil simulasi menunjukkan bahwa seluruh substrat mampu mencapai nilai s₁₁ ≤ -10 db dengan konfigurasi periodisitas struktur yang berbeda, yaitu p = 24 µm untuk pdms, dan p = 22 µm untuk sio₂ dan rogers. analisis menunjukkan bahwa substrat pdms menghasilkan nilai s₁₁ minimum sebesar -42,11 db dengan efisiensi maksimum 99,99% pada frekuensi 8,084 thz dan bandwidth absorpsi selebar 4,298 thz. substrat sio₂ menunjukkan efisiensi maksimum 99,93% pada frekuensi 8,518 thz dengan bandwidth terluas sebesar 4,396 thz, sedangkan rogers rt5880 menghasilkan efisiensi 99,98% pada frekuensi 7,099 thz dengan bandwidth selebar 3,472 thz. berdasarkan hasil tersebut, substrat pdms dinilai sebagai material paling optimal karena mampu memberikan performa absorpsi terbaik dengan nilai s₁₁ minimum yang paling rendah, efisiensi penyerapan tertinggi, serta bandwidth yang lebar dan kompetitif, sehingga mendukung peningkatan kinerja mma dalam aplikasi pada spektrum frekuensi terahertz.

Terahertz (THz) frequencies have significant potential in various applications, including wireless communication, medical imaging, and hidden material detection. However, their utilization still faces challenges such as interference and noise. One promising solution is the use of Metamaterial Absorbers (MMA) to enhance electromagnetic wave absorption efficiency in the THz spectrum. This research aims to design an MMA structure based on vanadium dioxide (VO₂) using the composite method and to compare its performance on three different dielectric substrates, namely PDMS, SiO₂, and Rogers RT5880LZ, with a conductive gold (Au) groundplane layer. The design process was conducted using CST Studio Suite software, targeting performance parameters of S-Parameter (S₁₁) ≤ -10 dB, absorption bandwidth ≥ 3 THz, and absorption efficiency ≥ 90% within the frequency range of 1–10 THz. The simulation results show that all substrates achieved an S₁₁ value of ≤ -10 dB with different periodicity configurations, namely P = 24 µm for PDMS and P = 22 µm for both SiO₂ and Rogers. The analysis indicates that the PDMS substrate achieves the lowest S₁₁ value of -42.11 dB with a maximum absorption efficiency of 99.99% at a frequency of 8.084 THz and an absorption bandwidth of 4.298 THz. The SiO₂ substrate achieves a maximum absorption efficiency of 99.93% at 8.518 THz with the widest absorption bandwidth of 4.396 THz, while the Rogers RT5880 substrate achieves a maximum efficiency of 99.98% at 7.099 THz with a bandwidth of 3.472 THz. Based on these results, the PDMS substrate is considered the most optimal material as it delivers the best absorption performance, with the lowest S₁₁ value, the highest absorption efficiency, and a wide and competitive bandwidth, thereby supporting the improved performance of MMA in terahertz frequency applications.