【摘要】：太赫茲波(Terahertz,THz)具有許多與其它電磁波不同的特殊性質,引起了眾多科研人員的廣泛關注與研究,使其在信息與通信技術、生物醫(yī)學、安全檢測等廣闊領域迅猛發(fā)展。但是太赫茲頻段電磁材料的缺乏使太赫茲技術的發(fā)展受到了限制,然而超材料在太赫茲波段有獨特的電磁特性,為研究太赫茲器件提供了有力的支持。本文主要針對基于石墨烯的超材料電磁誘導透明效應和基于狄拉克半金屬的超材料吸波體器件的特性進行了研究。本文的主要研究內(nèi)容如下:1.研究了一種電磁誘導透明(EIT)效應可動態(tài)調(diào)諧的超材料結構器件,該器件頂層由石墨烯圓環(huán)諧振器(RR)和一對石墨烯納米棒組成,利用亮暗模z1合的方法,亮模與激發(fā)場耦合,產(chǎn)生的磁場最終與暗模耦合,實現(xiàn)了電磁誘導透明光學現(xiàn)象。耦合的強度可以通過改變納米棒幾何中心的橫向位移和納米棒與圓環(huán)諧振器間隙的距離來調(diào)整。然后,通過應用巴比涅原理改進EIT結構,還可以實現(xiàn)電磁誘導吸收(EIA)效應。由于石墨烯門電壓依賴的特性,因此無需重新制作和優(yōu)化結構,便可以通過改變石墨烯的費米能級實現(xiàn)透明/吸收窗口共振頻率動態(tài)調(diào)節(jié)。2.研究了基于三維狄拉克半金屬(DSF)可調(diào)諧的超材料吸波體器件。分別研究了基于狄拉克半金屬的可調(diào)單峰吸波體與雙頻和寬頻吸波體器件,研究表明,隨著狄拉克半金屬費米能級的增加,單峰吸波體的吸收峰和反射谷的共振頻率向高頻移動,并且實現(xiàn)了電磁波的完美吸收。利用吸收峰疊加擴展帶寬的思想,通過將兩個不同尺寸單峰吸波體的正方形諧振器單元組合到一起,實現(xiàn)了雙頻和寬頻吸波,并且通過改變狄拉克半金屬層的費米能級,可以實現(xiàn)雙頻和寬頻吸波體吸收共振在太赫茲頻段的動態(tài)調(diào)諧。
【學位授予單位】：山東科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB34;O441.4
【圖文】：

波又稱ＴＨｚ射線，上個世紀８０年代中后期被正式命名，在電磁波譜上位于微逡逑波與紅外光之間｜４１。由于科學技術等各方面原因，使得太赫茲技術的研宄十分逡逑有限，產(chǎn)生了邋“太赫茲空隙（ＴＨｚ邋Ｇａｐ）”邋｜５１。如圖１．１所示，太赫茲波段在整逡逑個電磁波譜圖中位于電子學與光學的交界處。它不僅兼顧了光學和電子學的特逡逑性，并且還有許多自身的性質。隨著量子阱、激光等技術的迅速發(fā)展和廣泛研逡逑宄，極大地促進了邋ＴＨｚ波的機理研究、檢測技術和應用技術的發(fā)展｜６１。逡逑ＴＨｚ波與其它波段的電磁波相比，具有許多獨特特性逡逑１逡逑

圖１．４電磁誘導透明諧振單元振與仿真結果［３６］逡逑Ｆｉｇ．邋１．４邋Ｔｈｅ邋ｐｌａｓｍｏｎｉｃ邋ｓｙｓｔｅｍ邋ｏｆ邋ＥＩＴ邋ａｎｄ邋ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ邋ｒｅｓｕｌｔ逡逑Ｌｉｕ等人［３７＿３８］在超材料的ＥＩＴ研宄中也做了很多的工作。如圖１．５（ａ）所示，逡逑他們利用層疊的光學超材料實現(xiàn)了類ＥＩＴ效應，帶寬較寬的偶極子天線與下面逡逑的四級天線相耦合，實現(xiàn)了具有高調(diào)制深度的超窄透明窗口。２０１０年，他們利逡逑用被切割的薄膜金屬如圖１．５（ｂ）所示，同樣將作為亮模式的偶極子天線和作為逡逑暗模式的四級子天線耦合，得到了平面超材料的類Ｅ１Ｔ效應。同時由于電磁誘逡逑導透明材料的頻譜響應對周圍介質折射率的影響非常敏感，所以還可以用來制逡逑作高靈敏檢測器。隨著研究的不斷深入，Ｗａｎｇ等人利用兩個亮模式之間的逡逑弱雜化實現(xiàn)了類ＥＩＴ現(xiàn)象。如圖１．５（ｃ）所示，超材料納米環(huán)和納米棒都可以被逡逑直接激發(fā)從而產(chǎn)生共振

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本文編號：2725267