Berlin, 23. März 2009

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Anmelder/Inhaber: NAGEL, Michael

Amtsaktenzeichen: NβUanmβldung

Dr. Michael Nagel

Hospitalstr. 113, 41751 Viersen

Herstellungsverfahren für einen Oberflächensensor, System und Verwendung eines Oberflächensensors

Die Erfindung betrifft einen Oberflächensensor, aufweisend eine frequenzselektive Oberfläche mit periodisch angeordneten auf Terahertz-Strahlung (THz-Strahlung) sensitiven THz- Strukturen, insbesondere THz-Resonator-Strukturen, denen jeweils eine Polarisationsachse zugeordnet ist. Die Erfindung betrifft weiter ein Herstellungsverfahren für einen Oberflächensensor. Weiter betrifft die Erfindung ein System mit einem Oberflächensensor sowie eine Verwendung des Oberflächensensors.

Periodische Antennenstrukturen im Mikrowellenbereich oder sonstige elektromagnetisch aktive periodische Strukturen sind beispielsweise aus US 2007/011431 A1 oder US 2006/0152430 A1 bekannt. Eine mit einer einzigen THz-Struktur ausgestattete THz- Messeinrichtung ist zur Molekularanalyse aus DE 102 57 225 B3 bekannt.

Ein Oberflächensensor der eingangs genannten Art ist üblicherweise auf einem Substrat gebildet, dessen Oberfläche mit periodisch angeordneten THz-Strukturen ausgestattet ist, das heißt, solchen Strukturen, die auf THz-Strahlung sensitiv sind. üblicherweise sind diese Strukturen als THz-Resonatoren ausgebildet, welche in einen bestimmten resonanten Bereich zur Emission und/oder Detektion von THz-Strahlung sensitiv sind. So ist beispielsweise aus dem Artikel von O ^' Hara et al „Thin-film sensing with planar terahertz metamaterials: sensitivity and limitations" in OPTICS EXPRESS Vol. 16, No. 3, Seite 1786 ff. (04.02.2008) eine frequenzselektive Oberfläche mit symmetrischen THz-Resonatoren gebildet.

Weitere Veröffentlichungen zum allgemeinen Hintergrund der THz-Technologie sind:

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Es ist bekannt, dass Biomoleküle, wie zum Beispiel DNA, Proteine oder dgl., bindungsspezifische Eigenschaften im THz-Frequenzbereich besitzen. THz-Resonatoren können dazu genutzt werden, diese Eigenschaft mit möglichst hoher Empfindlichkeit auszulesen. Eine Oberfläche mit periodisch angeordneten Resonatoren kann besonders einfach ausgelesen werden.

Eine solche Anordnung ist unter dem Begriff einer frequenz-selektiven Oberfläche (FSS) wie eingangs definiert, bekannt. Eine FSS besteht in der Regel aus metallischen Resonator- Strukturen. Beispiele von Resonator-Strukturen mit symmetrisch aufgebauten TH- Resonatoren sind beispielsweise aus den Artikeln von Yoshida „Terahertz sensing method for protein detection using a thin metallic mesh", APPLIED PHYSICS LETTERS 91 , 253901 (2007) und Driscoll et al „Tuned permeability in terahertz split-ring resonators for devices and sensors", APPLIED PHYSICS LETTERS 91 , 062511 (2007) bekannt. FFS besitzen auf die jeweilige Anwendung zugeschnittene frequenzabhängige Transmissions- und Reflektions- Eigenschaften und werden zum Beispiel als Reflektoren in Antennensystemen eingesetzt oder auch zur Radartarnung, zum Beispiel von Kampfflugzeugen oder dgl. genutzt.

Die einfachste Resonatorstruktur ist ein Draht-Dipol mit einer Länge von λ/2 das elektrische Ersatzschaltbild eines solchen Resonators ist ein LC-Schwingkreis. Wird dieses Element durch ein externes Feld resonant angeregt, fließt durch den Draht ein mit einer Resonanz- Frequenz fr oszillierender Strom. Eine Fläche mit periodisch angeordneten Draht-Dipolen oder anders ausgebildeten Dipolen wirkt also in Resonanz quasi wie eine geschlossene metallische Fläche und zeigt eine maximale Reflektion - im verlustfreien Fall ist R(fr) = 1 und T(fr) = 0. Dabei weicht die Resonanzfrequenz eines aus einer THz-Struktur bzw. einem THz- Resonator gebildeten Einzelelements durch Kopplungseffekte von der des gesamten Arrays ab. Die typischen Anwendungen von FSS erfordert in der Regel einen möglichst flachen „lückenlosen" Frequenzverlauf. Die Anwendung von FSS zur Detektion von, zum Beispiel biologischen Proben mit geringem Materialvolumen ist relativ neu. Der Ansatz basiert auf der fundamentalen Eigenschaft resonanter Strukturen, die Anregungsenergie für einen gewissen Zeitraum lokal „zu speichern" und so eine im Vergleich zur einfachen Transmission stark erhöhte Wechselwirkung mit dem Probenmaterial zu ermöglichen. Die Sensorantwort auf ein angelagertes Material besteht in der Verschiebung einer oder mehrerer Resonanzfrequenzen der FSS.

Aktuelle numerische Simulationen, wie die in dem Artikel von C. Debus et al „Fequency se- lective surfaces for high sensitivity terahertz sensing", APPLIED PHYSICS LETTERS 91 , 184102 (2007) haben gezeigt, dass die zwischen zwei benachbarten interferierenden Resonanzen auftretende Frequenz-Anomalie in Form einer Nullstelle im Reflektionsspektrum besonders empfindlich auf geringste änderungen der dielektrischen Umgebung reagiert. Eine einfache Möglichkeit eine solche Frequenz-Anomalie zu erzeugen, besteht in der Brechung der Symmetrie innerhalb der Einheitszelle der FSS. Asymmetrisch geteilte Ring- Resonatoren (aSRR), wie in dem oben genannten Artikel von Debus et al nutzen ebenfalls diesen Effekt aus.

Grundsätzlich sind z. B. geschlitzte Ring-Resonatoren aus anderen Anwendungsbereichen elektromagnetischer Resonatoren bekannt, wie z.B. aus US 2007/0114431 A1 oder JP 64001304A.

Darüber hinaus existiert eine Vielzahl von Ansätzen zur markierungsfreien Biomolekül- Detektion. Obwohl aus wirtschaftlicher und technischer Hinsicht extrem interessant, konnte sich bislang keines dieser Verfahren gegenüber dem etablierten markierungsbasierten Verfahren durchsetzen. Markierungsfreie Nachweisverfahren existieren unter anderem auf Basis von:

- optischen Oberflächenplasmonen,

- resistiven Verfahren,

- mechanischen Sensoren,

- akkustischen Wellensensoren,

- optisch abgefragten Nanopartikel-Sensoren

Jedes der oben genannten Verfahren besitzt seine eigenen Vor- und Nachteile. Mit unterschiedlicher Gewichtung lässt sich jedoch feststellen, dass die bisherigen oben genannten Verfahren eine oder mehrere Defizite in folgenden Bereichen aufweisen: Empfindlichkeit, Kosteneffizienz, Kompaktheit, Probendurchsatz, Bedienungsfreundlichkeit, Messgenauigkeit, Fehlertoleranz.

Insgesamt haben sich FSS als eindrucksvolle Alternative zur Umgehung der oben genannten Defizite erwiesen. Allerdings zeigen die oben erläuterten FSS mit asymmetrisch geteilten Ringresonatoren bislang eine starke Abhängigkeit auf die Polarisationsrichtung des einfallenden Abfragestrahls. Diese Polarisationsabhängigkeit stellt ein Problem für die technische Anwendung dar, da jede Fehljustage als Sensorantwort missinterpretiert werden könnte - es besteht also eine hohe Querempfindlichkeit. FSS mit vollkommen symmetrischen Resonatorelementen, wie die in den eingangs genannten Artikeln besitzen diese Polarisationsabhängigkeit bei ausreichend niedrigem Abstand nicht, ihnen fehlt in diesem Fall jedoch auch die notwendige Resonanz-Indifferenz, die zum Erreichen einer ausreichend hohen Sensorempfindlichkeit benötigt wird.

Wünschenswert wäre es eine ausreichend hohe Sensorempfindlichkeit gleichzeitig mit einer Polarisationsunabhängigkeit zu realisieren.

An dieser Stelle sitzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, einen Oberflächensensor, ein Herstellungsverfahren, ein System sowie eine Verwendung anzugeben, bei der eine Sensorantwort weitgehend unabhängig von einer Polarisation des Abfragestrahls ist und bei der dennoch eine vergleichsweise hohe Sensorempfindlichkeit gegeben ist.

Betreffend den Oberflächensensor wird die Aufgabe durch die Erfindung mittels einem Ober- flächensenor der eingangs genannten Art gelöst, bei dem erfindungsgemäß eine THz- Struktur asymmetrisch ausgebildet ist und eine Gruppe von zwei oder mehr THz-Strukturen zur Bildung einer Einheitszelle im Wesentlichen zentrosymmetrisch ausgerichtete Polarisationsachsen aufweisen.

Die Erfindung hat erkannt, dass durch Ausbildung einer Einheitszelle bestehend aus zentrosymmetrisch ausgerichteten aSRR eine Sensoroberfläche mit Resonanzindifferenz erreicht werden kann, die keine Polarisationsabhängigkeit besitzt. Insbesondere weist der Oberflächensensor also ein Array aus einer Vielzahl von Einheitszellen auf, wobei jede Einheitszelle

in Anzahl von THz-Strukturen mit im Wesentlichen zentrosymmetrisch ausgerichtetem Polarisationsachsen aufweist.

In vorteilhafter Weise bietet der Gegenstand der Erfindung dadurch eine deutlich geringere Querempfindlichkeit im Vergleich zu bisherigen FSS-Strukturen.

Die Erfindung führt auch auf ein Herstellungsverfahren für einen Oberflächensensor der zuvor erläuterten Art. Erfindungsgemäß wird bei einem solchen Herstellungsverfahren eine frequenzselektive Oberfläche mit den periodisch angeordneten THz-Strahlung sensitiven THz-Strukturen gebildet, indem auf eine Oberfläche eine THz-Struktur mittels eines Tinten- strahldruckvorgangs aufgebracht wird und ein, insbesondere biologisches, Fingermolekül mittels eines Tintenstrahldruckvorgangs aufgebracht wird.

Mit anderen Worten nutzt das Konzept der Erfindung im Rahmen des Herstellungsverfahrens Tintenstrahldrucksysteme zur Herstellung der FSS-Sensoroberfläche. Die Erfindung hat erkannt, dass sich sowohl die, vorzugsweise metallischen, Resonatorstrukturen als auch die, vorzugsweise biologischen, Fängermoleküle mit Hilfe von Tintenstrahldrucksystemen auf der Substratoberfläche deponieren lassen.

So lässt sich in besonders vorteilhafter Weise auch ein System mit einem Oberflächensensor der zuvor erläuterten Art zur Verfügung stellen.

Der Oberflächensensor dient gemäß dem Konzept der Erfindung besonders geeignet als Biosensor. Insbesondere führt das Konzept der Erfindung auch auf die Verwendung des Oberflächensensors zur markierungsfreien Biomoleküldetektion mit Hilfe von THz-Strahlung.

Vorteilhaft lässt sich die Verwendung weiter nutzen im Rahmen von biologischen Anwendungen und/oder für medizinische und/oder diagnostische Anwendungen und/oder zur Verifikation eines Wertdokuments.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen und geben im Einzelnen vorteilhafte Möglichkeiten an, das oben erläuterte Konzept im Rahmen der Aufgabenstellung sowie hinsichtlich weiterer Vorteile zu realisieren.

In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine THz- Struktur planar ist, insbesondere eine THz-Struktur, die metallisch auf einem dielektrischen Substrat ausgebildet ist. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass an mindestens einer Kante die THz-Struktur vom Substrat freigestellt ist. Die Kante ist vorteilhaft eine Schlitzkante.

Das Freistellen der THz-Struktur vom Substrat lässt sich beispielsweise durch Unterätzen erreichen. Dadurch wird eine zu starke Voraufladung der THz-Struktur durch das Substrat weitgehend vermieden und gleichzeitig eine Feldüberhöhung an der Kante erreicht. Dies führt dazu, dass die THz-Struktur besonders sensitiv - dies unabhängig von einer Voraufladung durch das Substrat - auf eine aufgetragene dünne nachzuweisende Schicht ist. Mit anderen Worten, ein Fingermolekül an einer mit einer starken Feldüberhöhung versehenen Kante erweist sich als besonders sensitiv zur Detektion von Molekülen - dies mit Resonanzeigenschaften, die weitgehend unabhängig vom Substrat sind.

Im Rahmen einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist die THz-Struktur bis auf eine Kante derart passiviert, dass eine Anbindung eines Fängermoleküls im Vergleich zur Kante unterdrückt oder verhindert ist. Dies hat den weiteren Vorteil, dass die Fängermoleküle nur

im unmittelbaren Bereich der Kante anbinden, da nur in diesem Bereich aufgrund der Passi- vierung des übrigen Bereichs eine Feldwechselwirkung stattfinden kann. So bietet das Freistellen der Kante eine einfache Möglichkeit, eine ortsselektive Anbindung von Fängermolekülen zu erreichen.

Vorteilhaft kann dazu die Passivierung in Form einer Passivierungsschicht gebildet sein. Die THz-Struktur kann vorteilhaft als Metallstruktur gebildet sein. Beispielsweise kann die Metalloberfläche mit einer unedlen metallischen oder einer elektrisch isolierenden Passivierungsschicht bedeckt sein, welche die chemische Anbindung der Fängermoleküle unterdrückt oder verhindert.

Im Rahmen des Herstellungsverfahrens lässt sich eine Passivierungsschicht sowohl vor dem Freistellen der Kante als auch nach dem Freistellen der Kante aufbringen. Im ersteren Fall hat dies vorteilhaft die Folge, dass eine Passivierungsschicht auf der THz-Struktur bzw. nur auf der THz-Struktur gebildet ist. Im letzteren Fall ist eine Passivierungsschicht auf und innerhalb der THz-Struktur gebildet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese soll die Ausführungsbeispiele nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein.

Im Einzelnen zeigt die Zeichnung in

Fig. 1 eine asymmetrische THz-Struktur für eine Einheitszelle eines Arrays einer Frequenzselektiven Oberfläche bei einem Oberflächensensor gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform;

Fig. 2 eine zentrosymmetrische Einheitszelle wie sie durch zweifache Spiegelung von THz-Strukturen der Fig. 1 gebildet ist bei der bevorzugten Ausführungsform;

Fig. 3 eine Seitenansicht einer THz-Struktur bei einem Oberflächensensor einer ersten weiteren Ausführungsform;

Fig. 4 eine Seitenansicht einer THz-Struktur bei einer zweiten weiteren Ausführungsform eines Oberflächensensors;

Fig. 5(a) das Transmissionsspektrum einer FSS nach Fig. 1 für unterschiedliche Polarisationsrichtungen des Auslesestrahls;

Fig. 5(b) das polarisationsunabhängige Transmissionsspektrum einer FSS nach Fig. 2;

Fig. 6(a) die Feldverteilung einer FSS nach Fig. 1 für unterschiedliche Polarisationsrichtungen des Auslesestrahls;

Fig. 7 eine Seitenansicht einer THz-Struktur bei einer dritten weiteren Ausführungsform eines Oberflächensensors als Abwandlung zur Ausführungsform in Fig. 4;

Fig. 8 eine Seitenansicht einer THz-Struktur bei einer vierten weiteren Ausführungsform eines Oberflächensensors als Abwandlung zur Ausführungsform in Fig. 4.

Die vorliegend erläuterten Ausführungsformen bieten eine technische Lösung zur markierungsfreien Detektion von biomolekularen Proben.

Dazu sieht das in Ausführungsformen der Fig. 1 bis Fig. 4 näher erläuterte Konzept der Erfindung einen Oberflächensensor 100, 200 vor, der eine frequenzselektive Oberfläche aufweist, die mit periodisch angeordneten auf THz-Strahlung sensitiven THz-Strukturen, vorliegend in Form von THz-Resonator-Strukturen, aufweist. Einer THz-Resonator-Struktur ist jeweils eine Polarisationsachse 3 zugeordnet. Im Weiteren werden für identische oder ähnliche Merkmale oder Merkmale identischer oder ähnlicher Funktion der Einfachheit halber gleiche Bezugszeichen benutzt. Der Oberflächensensor 100, 200 ist vorliegend auf einem Substrat 6 gebildet, dessen frequenzselektive Oberfläche den Nachweis einer chemischen Anbindung bzw. Anlagerung von biologischen Molekülen ohne die Zuhilfenahme von Markierungsmolekülen ermöglicht. Zu diesem Zweck ist die Substratoberfläche mit periodisch angeordneten Einheitszellen 10 ausgestattet. Jede Einheitszelle 10 wird dabei aus zentrosym- metrisch ausgerichteten - das heißt mit zentrosymmetrisch ausgerichteten Polarisationsachsen 3 - versehenen planaren THz-Strukturen, vorliegend in Form von THz-Resonatoren 1 , gebildet. Die THz-Struktur 1 als solche ist asymetrisch ausgebildet, das heißt, die THz- Resonator-Struktur 1 ist vorliegend durch leitende Teilringe 2a, 2b aufgebaut, welche jeweils ein Schlitzresonatorelement darstellen.

Vorliegend besitzt eine Struktur eine aus Einheitszellen 10 der Fig. 2 gebildeten Arrays Resonanzfrequenzen im THz-Frequenzbereich zwischen 0,1 bis 10 THz. Die Oberflächen der Strukturen sind zur Bildung des Oberflächensensors 100, 200 mit nicht näher dargestellten biologischen Fingermolekülen ausgestattet, die spezifische Bindungseigenschaften besitzen. Der Nachweis biologischer Moleküle erfolgt mit dieser Anordnung wie folgt:

Die unbekannte Biomolekülart bindet an die bekannten Fingermoleküle an, welche bestimmten Positionen auf der Sensoroberfläche zugewiesen sind. Durch diesen Bindungsvorgang werden die Resonanzeigenschaften der THz-Resonator-Strukturen 1 in den Einheitszellen 10 des Arrays der frequenzselektiven Oberfläche verändert. Der Nachweis dieses Bindungsvorgangs erfolgt durch die Messung dieser Resonanzeigenschaftsänderung. Zu diesem

Zweck wird die Sensoroberfläche mit THz-Strahlung bestrahlt. Das Sensorsignal kann auf diese Weise durch Messung durch Transmissions- oder Reflektionssignals erfolgen.

Fig. 3 zeigt eine erste Ausführungsform eines Oberflächensensors 100, bei dem eine THz- Struktur 1 in Form einer Metallschicht 5, in üblicher Weise auf einem Substrat 6 in Form eines Dielektrikums aufgebracht ist.

In Weiterbildung dieser ersten Ausführungsform lässt sich eine in Fig. 4 näher dargestellte zweite Ausführungsform eines Oberflächensensors 200 realisieren, bei dem ein Teil des Substrats 6 entfernt ist. Dies stellt in besonders vorteilhafter Weise eine Kante, vorliegend eine Schlitzkante 8 der Metallschicht 5, gegenüber dem Substrat 6 frei. Dies kann vorteilhaft durch Unterätzen der Metallschicht 5 im Bereich der Kante erreicht werden.

Durch das Freistellen der Kante 8 wird es möglich, dass die Resonanzeigenschaften der THz-Resonanz-Struktur 1 weitgehend unabhängig vom Substrat bestimmt ist. Darüber hinaus bildet sich im Bereich der Kante eine Feldüberhöhung aus, welche in diesem wichtigen Bereich der THz-Resonanz-Struktur 1 dieselbe sensitiv gegenüber angelagerten zu detektie- renden Molekülen oder dgl. macht.

Fig. 7 zeigt eine im Vergleich zur in Fig. 4 dargestellten zweiten Ausführungsform abgewandelte dritte weitere Ausführungsform einer THz-Struktur 300. Dabei sind im übrigen für gleiche oder ähnliche Merkmale bzw. Merkmale mit gleicher oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet worden.

Bei dem Oberflächensensor 300 ist in Ergänzung der zweiten Ausführungsform die Metallschicht 5 mit einer unedlen metallischen Passivierungsschicht 9 bedeckt, welche die chemische Anbindung der Fängermoleküle unterdrückt oder verhindert. Vorliegend ist die Passivierungsschicht 9 vor der Unterätzung zur Freistellung der Schlitzkante 8 auf der Metallschicht 5 aufgebracht. Die Passivierungsschicht 9 in Form einer unedlen metallischen Schicht wird also zusammen mit der Metallschicht 5 zur Bildung der nicht näher bezeichneten THz-Struktur auf dem Substrat 6 in Bereichen 7 außerhalb der THz-Struktur weggeätzt, wobei gleichzeitig die Schlitzkante 8 freigestellt wird.

Fig. 8 zeigt eine weitere Abwandlung zur zweiten Ausführungsform der Fig. 4 in Form einer vierten Ausführungsform. Dabei sind wiederum für gleiche oder ähnliche Merkmale bzw. Merkmale mit gleicher oder ähnlicher Funktion der Einfachheit halber gleiche Bezugszeichen verwendet.

ähnlich wie in Fig. 8 ist die Passivierungsschicht 11 auf der Metallschicht 5 gebildet. Vorliegend ist die Passivierungsschicht 1 1 in Form einer elektrisch isolierenden Passivierungsschicht gebildet und - im Unterschied zur Vorgehensweise in Fig. 7 - nach der Unterätzung der Schlitzkante 8 aufgebracht. Dies hat zur Folge, dass die Passivierungsschicht 11 auch im Bereich 7 des durch die Unterätzung entfernten Substratvolumens auf dem Substrat 6 angeordnet ist, d.h. innerhalb der nicht näher bezeichneten THz-Struktur. Aus diesem Grund eignet sich vorliegend die Ausführung als elektrisch isolierende Passivierungsschicht.

Sowohl bei der dritten als auch der vierten Ausführungsform der Fig. 7 und Fig. 8 ist gewährleistet, dass Fängermoleküle, wie sie im Bereich 9a dargestellt sind, nur im unmittelbaren Bereich der unterätzten Schlitzkante 8 der Metallschicht 5 anbinden. Denn durch das erläu-

terte Aufbringen der Passivierungsschicht 9, 11 wird eine Wechselwirkung der Fängermole- küle mit der Metallschicht 5 unterbunden bzw. nur im Bereich der Kante 8 möglich.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung einen Oberflächensensor 100, 200, 300, 400 aufweisend eine frequenzselektive Oberfläche mit periodisch angeordneten auf THz- strahlungssensitiven THz-Strukturen 1 , insbesondere THz-Resonator-Strukturen 1 , denen jeweils eine Polarisationsachse 3 zugeordnet ist. Zur Verbesserung der Fernfeld Charakteristik sieht die Erfindung vor, dass eine THz-Struktur 1 asymmetrisch ausgebildet ist und eine Gruppe von zwei oder mehr THz-Strukturen zur Bildung einer Einheitszelle im Wesentlichen zentrosymmetrisch ausgerichtete Polarisationsachsen aufweisen.