액정 재료는 마이크로파 대역에서 우수한 변조 특성을 가지며, 마이크로파 조정 장치 분야에서 큰 응용 잠재력을 가지고 있습니다. 본 논문에서는 액정 재료의 마이크로파 유전 상수 측정 요구에 대응하여 인공 국소 표면 플라스몬 공명을 기반으로 한 센서를 제안합니다. 링 공진기 구조를 설계하여 서브-6 GHz 대역에서 국소 표면 플라스몬의 협대역 공명 피크를 형성합니다. 액정에 외부 전기장을 가함으로써 액정의 유전 상수를 조절할 수 있습니다. 공명 주파수 위치를 피팅함으로써 해당 액정의 유전 상수 크기를 얻을 수 있어 액정 재료의 마이크로파 대역 유전 상수 측정을 실현할 수 있습니다. 본 논문에서는 액정 층 두께와 다양한 액정 유전 상수가 인공 국소 표면 플라스몬 공명 주파수에 미치는 영향을 연구했습니다. 액정 층 두께가 증가하거나 유전 상수가 감소하면 공명 주파수 f₁와 f₂가 점진적으로 증가합니다. 액정 층 두께가 0.5 mm 이상일 때 공명 주파수 f₁와 f₂는 유전 상수 변화에 대해 우수한 선형성과 높은 감도(>400 MHz/Δε)를 가지며, 이는 현재 보고된 다른 형태의 유전 상수 센서보다 훨씬 뛰어납니다. 동시에 본 센서 구조는 액정 층 상하에 전기장을 가할 수 있어 서로 다른 외부 전기장 하에서 액정 재료의 마이크로파 유전 상수 측정을 실현할 수 있어 액정 마이크로파 특성 연구 분야에서 응용 잠재력이 있습니다.

액정; 마이크로파 유전 상수; 센서; 인공 국소 표면 플라스몬