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Entwurf enger diskreter Abstände von Dual-/Triple-Band-Terahertz-Metamaterial-Absorbern

Zusammenfassung

Es wurden verschiedene Arten von Strukturdesigns vorgeschlagen, um die Mehrband-Metamaterial-Absorber zu erreichen. Der diskrete Abstand benachbarter Frequenzen mehrerer Absorber ist jedoch beträchtlich groß, wodurch unweigerlich eine große Menge an Informationen übersehen wird, die in den Absorptionsbereichen außerhalb der Resonanz verborgen sind. Hierin wird ein schmaler diskreter Abstand eines Dualband-Terahertz-Absorbers basierend auf zwei Paaren eines Au-Streifens/der dielektrischen Schicht auf der Rückseite eines Au-Films entworfen. Es werden zwei Absorptionsvermögen von nahezu 100 % von Resonanzpeaks mit dem diskreten Abstand von nur 0,30 THz realisiert. Der relative diskrete Abstand des Geräts beträgt 13,33 %, und dieser Wert kann über die Längenänderung eines Au-Streifens eingestellt werden. Darüber hinaus präsentieren wir zwei schmale diskrete Abstände eines Dreibandabsorbers durch Stapeln eines weiteren Paares eines Au-Streifens und einer dielektrischen Schicht. Die Ergebnisse beweisen, dass zwei diskrete Abstände von nur 0,14 THz und 0,17 THz in benachbarten Absorptionsmodi der ersten beiden bzw. der letzten beiden erreicht werden; ihre relativen diskreten Abstände betragen 6,57 % bzw. 7,22 %, was weit von früheren Berichten entfernt ist. Enge diskrete Abstände (oder niedrige Werte des relativen diskreten Abstands) der Mehrbandabsorber haben eine große Anzahl von Anwendungen bei der Untersuchung einiger versteckter Informationen in sehr nahen Frequenzen.

Einführung

Perfekte Absorber aus Metamaterial (abgekürzt als MPAs) haben als wichtiger Bestandteil optischer Absorptionsvorrichtungen erhebliche Forschungsaktivitäten nach sich gezogen, da sie viele Vorteile gegenüber anderen aufweisen, wie etwa ~ 100% Absorption, ultradünne Dicke der dielektrischen Schicht, enge Absorptionsbandbreite und Freiheit Entwurf der Musterstruktur [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12]. Das erste Designkonzept von MPA [13], bestehend aus einer Sandwichstruktur aus einem elektrischen Ringresonator, einer dielektrischen Isolationsschicht und einem Metallstreifen, wurde im Jahr 2008 von einer Forschungsgruppe des Boston College vorgestellt. Ein Resonanzpeak mit an eine Absorptionsrate von mehr als 88% bei einer Frequenz von 11,5 GHz kann experimentell erhalten werden. Die dielektrische Dicke der Vorrichtung beträgt nur etwa 1/35 der Absorptionswellenlänge, was weit weniger ist als bei früheren Absorptionsvorrichtungen. Der MPA mit diesen Funktionen kann potenziell in Bolometer, Sensorik, Erkennung und Bildgebung verwendet werden. Nachteile der vorgestellten MPAs sind jedoch ein enger Akzeptanzwinkel, eine Polarisationsempfindlichkeit und ein Einband-Absorptionsverhalten.

Um diese Probleme zu überwinden [14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24] wurden viele Arbeiten vorgeschlagen, um die Weitwinkel-, Polarisations-unempfindlichen, Mehrband- und sogar Breitband- MPAs durch sinnvolle Optimierung von Strukturdesigns. Ein optischer Weitwinkel-MPA basierend auf einem eindimensionalen Stapelarray einer Resonanzstruktur wurde beispielsweise in Lit. [18]. Es wurde gezeigt, dass verschachtelte metallische Ringresonatoren die Mehrband-Resonanzabsorption erreichen [19,20,21,22,23]. Im Entwicklungs- und Forschungsprozess von Absorptionsgeräten, Mehrband-MPAs, die für die Erkennung einiger gefährlicher Güter (Dynamit, Zünder und Alkohol), spektroskopische Bildgebung (verschiedene Arten von gesteuerten Messern), Sensoren und selektive Bolometer verwendet werden können, haben enorme Aufmerksamkeit erhalten [19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30].

Im Allgemeinen können drei Arten von Verfahren verwendet werden, um die Mehrband-MPAs zu erreichen. Das erste Verfahren, das allgemein als koplanares Konstruktionsverfahren bezeichnet wird, besteht aus mehreren unterschiedlich großen Resonatoren in einer Supereinheitsstruktur [19,20,21,22,23,24,25,26]. Die zweite wird als vertikale Stapelmethode bezeichnet und besteht aus abwechselnden Stapeln mit mehreren diskreten Dimensionen von Elementen [27,28,29,30]. Die dritte ist die Kombination der ersten beiden Methoden [31, 32]. Obwohl diese Ansätze gedeihen und die Mehrband-MPAs entwickeln können, sind die diskreten Abstände der Resonanzfrequenzen benachbarter Absorptionspeaks ziemlich groß. Ein großer diskreter Abstand in zwei benachbarten Frequenzen übersieht unweigerlich viele Informationen, die in den Bereichen außerhalb der Resonanz, d. h. den diskreten Bereichen, verborgen sind. Um Informationsverluste zu vermeiden, sollte daher der große diskrete Abstand von Mehrband-MPAs überwunden werden. Obwohl die diskreten Abstände von Mehrband-MPAs durch geeignete Strukturoptimierung reduziert werden können, sind ihre Absorptionsflächen außerhalb der Resonanz relativ groß (größer als 60%), sollten sie als Breitband-MPAs bezeichnet werden [33,34,35,36 ,37,38,39,40], nicht die Mehrband-MPAs. Wie jeder weiß, unterscheiden sich Multiband- und Breitband-MPAs in ihren Anwendungen grundlegend. Daher ist es notwendig, bei der Optimierung zur Reduzierung diskreter Abstände niedrige Absorptionsraten (weniger als 60%) von Bereichen außerhalb der Resonanz sicherzustellen.

Tatsächlich sollte ein relativer diskreter Abstand aussagekräftiger sein als ein diskreter Abstand, da er die wahre Information zweier benachbarter Frequenzen widerspiegeln kann. Der relative diskrete Abstand (△) zweier benachbarter Peaks kann definiert werden als △ = 2(f 2 − f 1 )/(f 1 + f 2 ), wobei f 1 und f 2 sind die Frequenzen zweier benachbarter Peaks. Um △ > 0 zu garantieren, ist die Häufigkeit von f 2 sollte höher sein als der von f 1 . Gemäß dieser Definition betragen die minimalen △-Werte früherer Mehrband-MPAs typischerweise nicht weniger als 50% [19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30], was alles andere als zufriedenstellend, um die versteckten Botschaften in den Bereichen benachbarter Frequenzen zu erkunden und zu untersuchen. Es ist daher sehr vernünftig, Mehrband-MPAs mit sehr nahen Frequenzen oder niedrigen Werten von △ zu entwickeln.

In diesem Papier stellen wir den niedrigen △-Wert von Dualband-Terahertz-MPA vor, der aus einem Doppelschichtstapel von Au-Streifen und dielektrischen Isolierschichten gebildet wird, die von einer kontinuierlichen Au-Ebene unterstützt werden. Es werden zwei nahezu perfekte Absorptionspeaks mit diskretem Abstand von nur 0,30 THz erhalten. Der △-Wert des Geräts beträgt 13,33 %, was nur 1/4 des vorherigen Mindestwerts von MPAs ist, und der △-Wert kann durch Dimensionsänderung der Au-Streifen abgestimmt werden. Sein △-Wert kann auf nur noch 6,45% gesenkt werden, was weit unter dem der bisherigen MPAs liegt. Ein schmaler diskreter Abstand oder ein niedriger -Wert des Dualband-MPA wird durch die ultraschmale Bandbreite jedes Resonanzbandes verursacht. Darüber hinaus präsentieren wir zwei niedrige △-Werte von Triple-Band-MPA durch Stapeln eines weiteren Au-Streifens. Zwei schmale diskrete Abstände von nur 0,14 THz und 0,17 THz in drei nahezu perfekten Absorptionspeaks können realisiert werden; die △-Werte benachbarter Frequenzen von Dreiband-MPAs betragen 6,57 % bzw. 7,22 %, die beide kleiner sind als bei früheren Arbeiten. Niedrige △-Werte dieser MPAs können eine Reihe von Anwendungen beim Studium einiger impliziter Informationen im Bereich der Absorption außerhalb der Resonanz finden.

Methoden/Experimental

Im Allgemeinen ist die Bandbreite (bezieht sich auf FWHM, Vollwelle bei halbem Maximum) von Einband-MPA relativ breit, die aufgrund der starken Resonanzantwort von Metamaterialien 20 % der Mittenresonanzfrequenz erreichen kann. Die Kombination dieser Einzelband-Peaks, um Mehrband-MPAs zu bilden, besitzt unvermeidlich große Werte des diskreten Abstands oder . Aus diesem Grund haben die bisherigen Mehrband-MPAs große -Werte. Der Schlüssel zum Erhalten der niedrigen Werte von △ besteht darin, die schmale Bandbreite von Einband-MPAs zu entwerfen. Hier entwerfen wir zuerst diese Art von Single-Band-MPA. Eine übliche Sandwichstruktur, die aus einem Au-Resonator und einer bestimmten Dicke von dielektrischem Material, das von einem Au-Spiegel unterstützt wird, gebildet wird, wird verwendet, um die Einbandabsorption zu erreichen, wie in 1a dargestellt. Der Au-Resonator ist eine rechteckige Streifenstruktur, siehe Abb. 1b. Es hat die Länge von l = 39 μm, Breite von w = 8 μm, Dicke 0,4 μm und Leitfähigkeit 4,09 × 10 7 S/m. Der MPA hat eine Einheitsperiode von P = 60 μm. Die dielektrische Platte hat eine Dicke von t = 2 μm und Dielektrizitätskonstante von 3(1 + i 0,001).

Seitenansichten der Single-Band-, Dual-Band- und Triple-Band-MPAs sind jeweils in a . dargestellt , c , und d; b gibt die Draufsicht auf den Au-Streifenresonator

Um die Resonanzleistung des vorgeschlagenen Geräts zu präsentieren und den beteiligten physikalischen Mechanismus zu erklären, führten wir numerische Berechnungen mit der kommerziellen Simulationssoftware FDTD Solutions durch, die auf dem Finite-Differenzen-Zeitbereichsalgorithmus basiert. Im Rechenprozess werden periodische Randbedingungen in beiden Richtungen von x . verwendet - und y -Achsen, um die periodische Anordnung der Elementarzelle zu charakterisieren, während perfekt aufeinander abgestimmte Schichten entlang der Richtung des z . verwendet werden -Achse (d. h. die Lichtausbreitungsrichtung), um die unnötige Streuung zu eliminieren. Die Absorption (A ) des Gerätes kann durch A . angegeben werden = 1 – T − R , wobei T und R sind die Transmission bzw. Reflexion des Metamaterial-Absorbers. Da die Dicke des unteren Metallfilms größer ist als die Skin-Tiefe des einfallenden Lichts, beträgt die Transmission T des Metamaterial-Absorbers gleich Null ist. Als Ergebnis ist die Absorption A kann zu A . vereinfacht werden = 1 − R . Das vorgeschlagene Gerät kann 100 % Absorption haben, wenn die Reflexion R wird komplett unterdrückt.

Ergebnisse und Diskussion

Die Absorptionskurve von Einzelband-MPA unter Bestrahlung mit ebenen Wellen ist in Fig. 2a gezeigt; ~ 100% Absorption eines einzelnen Resonanzpeaks bei einer Frequenz von 2,25 THz wird erhalten. Die Bandbreite des Geräts beträgt 0,06 THz, das sind nur 2,67 % der Mittenresonanzfrequenz und etwa 1/8 eines früheren Single-Band-MPA [1,2,3,4,5,6,7,8,9 ,10,11,12,13]. Außerdem ist das Q (definiert als Resonanzfrequenz geteilt durch Bandbreite) Wert des Geräts kann bis zu 37,50 betragen. Die ultraschmale Bandbreite (oder hohe Q Wert) von MPA trägt nicht nur zu den Anwendungen des Geräts selbst bei, sondern hilft auch bei der Entwicklung eines niedrigen △-Werts von Mehrband-MPAs. Abbildung 2b, c und d zeigen die Feldverteilungen des Resonanzpeaks. Wie gezeigt, ist sein Magnetfeld (|H y|) in Fig. 2b ist hauptsächlich in einer dielektrischen Isolierschicht aus MPA konzentriert, und eine starke Verstärkung des elektrischen Felds kann an beiden Seiten des Au-Resonators entlang der Längsachse beobachtet werden (siehe Fig. 2c, d). Diese Feldverteilungsmerkmale weisen darauf hin, dass die große Lichtabsorption der schmalen Bandbreite von MPA auf die magnetische Resonanz zurückzuführen ist [1,2,3,4].

Die Absorptionskurve des Einzelband-MPA bei Bestrahlung mit ebenen Wellen ist in a . dargestellt; b , c , und d geben Sie die Feldverteilungen der |H . an y|, |E | und E z bei einer Spitze von jeweils 2,25 THz

Als nächstes untersuchen wir, ob die Kombination dieser schmalbandigen MPAs die Fähigkeit besitzt, den niedrigen △-Wert von Mehrband-MPAs zu realisieren. Als eine Art häufig verwendetes Verfahren wird ein vertikal gestapeltes Designkonzept verwendet, um die Mehrband-MPAs zu erhalten. Ein Beispiel der einfachsten Art ist der Fall der Dualband-Absorption. Abbildung 1c zeigt die Seitenansicht des Strukturmodells der Dualband-Absorption. Wie gezeigt, sind zwei Schichten von metallischen Streifenresonatoren und dielektrischen Isolierplatten abwechselnd auf einer metallischen Masseebene gestapelt. Die Länge von zwei Au-Streifen beträgt jeweils l 1 = 36 μm und l 2 = 39 μm; die Breiten sind als w . festgelegt = 8 μm. Die Dicke der dielektrischen Platten beträgt t 1 = 1.4 μm und t 2 = 2 μm. Andere Parameter des Dualband-MPA, einschließlich Einheitsperiode, Dielektrizitätskonstante der Platte, Dicke und Leitfähigkeit von Au-Streifen, sind die gleichen wie beim Singleband-MPA.

Die Absorptionskurve des Dualband-MPA bei Bestrahlung mit ebener Welle ist in Fig. 3a dargestellt. Anders als beim Einband-MPA in Abb. 2a werden zwei Resonanzpeaks mit ~~100% Absorptionsraten bei Frequenzen von 2,10 THz und 2,40 THz erreicht. Die Bandbreiten der beiden Spitzen betragen 0,05 THz bzw. 0,09 THz, was nur 2,00 % bzw. 3,75 % der entsprechenden Resonanzfrequenzen ausmacht. Das Q Werte der beiden Peaks sind 42,00 bzw. 26,67. Außerdem ist die Off-Resonanz-Absorption der beiden Peaks mit weniger als 12% sehr gering. Diese Merkmale zeigen, dass die beiden Peaks mit schmalen Bandbreiten klar unterschieden werden können. Es ist wichtig, dass der diskrete Abstand der beiden Peaks nur 0,30 THz beträgt und sein △ 13,33% beträgt, was kleiner ist als bei früheren Arbeiten [19,20,21,22,23,24,25,26,27, 28,29,30]. Der niedrige △-Wert von Dualband-MPA ist in vielen Bereichen der Technik und Technologie vielversprechend. Die Resonanzmechanismen der beiden Absorptionspeaks können durch Analyse ihrer Magnetfelder gewonnen werden |H j|. Das Feld |H y| denn der erste Peak ist hauptsächlich auf die zweite dielektrische Platte des Dualband-MPA fokussiert, während das Feld in der ersten dielektrischen Schicht einen sehr kleinen Prozentsatz hat (siehe Abb. 3b). Die Eigenschaften der Feldverteilung beweisen, dass der erste Absorptionsmodus auf die Magnetresonanz der zweiten dielektrischen Schicht zurückzuführen ist oder die erste Spitzenfrequenz durch die Metallstreifenlänge l . verursacht wird 2 (siehe Abb. 3e). Anders als beim ersten Resonanzmodus ist der |H y| Feld der zweiten Mode ist hauptsächlich in der ersten Schicht der dielektrischen Platte verteilt (siehe Abb. 3c), was darauf hindeutet, dass diese Mode von der Magnetresonanz der ersten dielektrischen Platte abgeleitet wird oder ihre Resonanzfrequenz durch Variieren der Größe von . abgestimmt werden kann Abisolierlänge l 1 (siehe Abb. 3d) und stimmen damit den △-Wert des Dualband-MPA ab.

Die Absorptionskurve von Dualband-MPA unter Bestrahlung mit ebener Welle ist in a . dargestellt; b und c das |H . bereitstellen y| Feldverteilungen des ersten bzw. des zweiten Modus von Dualband-MPA. Absorptionskurven von Dualband-MPA unter verschiedenen Längen von l 1 und l 2 werden in d . demonstriert und e , bzw.

Die △-Werte des Dualband-MPA können durch Änderung der Größe der Au-Streifen angepasst werden, da die Frequenzen der beiden Moden hauptsächlich von den entsprechenden Streifengrößen abhängen. Zum Beispiel für die Länge l 1 Änderung der ersten Schicht des Au-Streifens (siehe Abb. 3d), die Frequenz der zweiten Mode nimmt mit der Zunahme von l . allmählich ab 1 , während die Frequenzverschiebung der ersten Mode vernachlässigt werden kann, da ihre Größe fest ist. Die diskreten Abstände der beiden Peaks werden aufgrund der Frequenzverschiebung der zweiten Mode variiert. Konkreter können die diskreten Abstände von 0,41 THz in l . verringert werden 1 = 33 μm bis 0,30 THz in l 1 = 36 μm und 0,23 THz in l 1 = 39 μm. Die △-Werte des Dual-Band-MPA können auch von 17,41 % in l . gesenkt werden 1 = 33 μm bis 13,33% in l 1 = 36 μm und 10,38 % in l 1 = 39 μm. Das heißt, die Streifenlänge l 1 Änderung kann die diskreten Abstände und die △-Werte verringern. Ebenso die Streifenlänge l 2 Änderung beeinflusst nur die entsprechende Resonanzfrequenz, d. h. die erste Resonanzmode, siehe Fig. 3e. Die diskreten Abstände und △-Werte von Dual-Band-MPA werden beide um l . verringert 2 abnehmen, weil die Frequenz der ersten Mode mit der Abnahme von l 2 liegt allmählich nahe bei den zweiten Absorptionspeaks, wie in Fig. 3e gezeigt. Wenn l 2 = 36 μm, der diskrete Abstand hat den kleinsten Wert, der 0,15 THz beträgt. Zu diesem Zeitpunkt beträgt sein △-Wert nur 6,45 % und ist damit geringer als in früheren Berichten. Diese Ergebnisse beweisen, dass die diskreten Abstände (oder △-Werte) von Dual-Band-MPA gesteuert werden können, um die Anforderungen verschiedener Anwendungen durch Abstimmung der Größen der Au-Streifen zu erfüllen.

Wir untersuchen weiter, ob der Stapel eines weiteren Au-Streifens (d. h. Dreischichtstruktur) zwei niedrige △-Werte von Dreiband-MPAs erreichen kann. Abbildung 1d zeigt eine Seitenansicht eines Dreischichtstrukturmodells von MPA, das aus drei Paaren Au-Streifen/Dielektrikumsplatte auf einem Au-Spiegel besteht. Die Au-Streifen haben Längen von l 1 = 34 μm, l 2 = 36 μm und l 3 = 39 μm. Die dielektrischen Platten haben eine Dicke von t 1 = 1.2 μm, t 2 = 1.4 μm und t 3 = 2,8 μm. Die Breiten der Au-Streifen sind alle w = 8 μm. Andere Parameter des Dreischicht-MPA sind die gleichen wie oben entworfen. Die Absorptionskurve des Dreischicht-MPA bei Bestrahlung mit ebener Welle ist in Fig. 4a gezeigt. Drei diskrete Peaks mit ~~100% Absorptionsraten bei Frequenzen von 2,06 THz, 2,27 THz und 2,51 THz können gefunden werden. Die diskreten Abstände benachbarter Spitzen in Resonanzmoden der ersten beiden und der letzten beiden betragen 0,21 THz bzw. 0,24 THz. Die △-Werte der Moden der ersten beiden und der letzten beiden betragen 9,70 % bzw. 10,04 %, die beide niedriger sind als die Werte von Mehrband-MPAs. Neben engen diskreten Abständen sind die Absorptionsraten in Off-Resonanz-Bereichen des Dreiband-MPA relativ gering, nicht mehr als 32 % (siehe Abb. 4a). Es wird gezeigt, dass die drei sehr nahen Peaks klar identifiziert und zum Erfassen, Nachweisen, Imaging und zur Anwendung auf andere Aufgaben verwendet werden können. Das |H y| Feldverteilungen der drei Absorptionspeaks werden bereitgestellt, um den Resonanzmechanismus des Dreiband-MPA zu analysieren. Wie in Abb. 4 gezeigt, ist |H y| Feldverteilungen der ersten, zweiten und dritten Mode des Dreiband-MPA finden sich hauptsächlich in den dielektrischen Schichten von t 3 , t 2 , und t 1 , während die Felder in anderen dielektrischen Schichten vernachlässigbar sind. Für den ersten Modus in Abb. 4b beispielsweise sind die Felder in dielektrischen Schichten von t 2 und t 1 vernachlässigt werden, und die Felder in dielektrischen Schichten von t 2 und t 3 sind für den dritten Modus in Fig. 4d vernachlässigbar. Diese Verteilungsmerkmale besagen eindeutig, dass die drei Absorptionspeaks alle durch magnetische Resonanzen verursacht werden. Genauer gesagt werden der erste, der zweite und der dritte Modus Magnetresonanzen der dritten dielektrischen Schicht zugeschrieben t 3 , die zweite dielektrische Schicht t 2 , und die erste dielektrische Schicht t 1 , bzw. die Frequenzen der ersten, zweiten und dritten Mode sind abhängig von Au-Streifenlängen von l 3 , l 2 , und l 1 , bzw.

Die Absorptionskurve von Triple-Band-MPA bei Bestrahlung mit ebenen Wellen ist in a . angegeben; b , c , und d zeige das |H y| Feldverteilungen der ersten, zweiten bzw. dritten Mode des Dreiband-MPA. Absorptionskurven der Dreiband-MPA unter verschiedenen Längen von l 1 , l 2 , und l 3 werden in e . demonstriert , f , und g , bzw.

Die △-Werte des Dreiband-MPA können durch Einstellen der Au-Streifenlängen gesteuert werden. Abbildung 4e zeigt die Absorptionskurven der Dreiband-MPA in verschiedenen Fällen der Länge l 1 . Wie Sie sehen können, ist die l 1 Änderung beeinflusst hauptsächlich die Frequenz der dritten Mode, während die Frequenzverschiebungen der ersten beiden Moden vernachlässigbar sind, was mit der theoretischen Vorhersage übereinstimmt. Aufgrund der Frequenzvariation des dritten Modus können wir den △-Wert der letzten beiden Modi des Dreiband-MPA abstimmen. Die △-Werte der letzten beiden Modi können ab 12,66% in l . eingestellt werden 1 = 33 μm bis 10,04% in l 1 = 34 μm und 7,22% in l 1 = 35 μm. Der △-Wert der ersten beiden Modi kann auch durch Anpassen der Länge l . gesteuert werden 3 (siehe Abb. 4g). Der minimale diskrete Abstand der ersten beiden Modi beträgt 0,16 THz für l 3 = 38 μm, und sein △-Wert beträgt 7,31 %. Darüber hinaus können wir die △-Werte der ersten beiden und der letzten beiden Modi durch Skalieren der Länge l . anpassen 2 , d. h. die Frequenz der zweiten Mode (siehe Fig. 4f). Bemerkenswert ist, dass die △-Wertänderungen der ersten beiden und der letzten beiden Moden sich gegenseitig einschränken, da wir nur die Frequenz der zweiten Mode ändern. Zum Beispiel für l 1 = 37 μm (siehe blaue Linie in Abb. 4f), der diskrete Abstand der ersten beiden Moden hat den Minimalwert von 0,16 THz, während der Maximalwert von 0,29 THz für die letzten beiden Moden erreicht werden kann.

Schlussfolgerung

Zusammenfassend wird ein schmaler diskreter Abstand des Dualband-Terahertz-MPA präsentiert, der aus zwei Paaren von Au-Streifen/Dielektrikum-Platten besteht, die von einem Au-Film unterstützt werden. Zwei ~~100% Absorptionsraten von Resonanzpeaks mit dem diskreten Abstand von 0,30 THz werden realisiert, und der △ des Dualband-MPA beträgt 13,33 %. Der Mechanismus der Dualband-Absorption wird durch Überlagerungseffekte zweier unterschiedlicher Frequenzen von Magnetresonanzen verursacht. Wir können die △-Werte des Dualband-MPA weiter anpassen, indem wir unterschiedliche Längen von Au-Streifen verwenden. Der △-Wert kann auf nur 6,45% gesenkt werden, was viel niedriger ist als bei früheren Ergebnissen. Darüber hinaus werden zwei schmale diskrete Abstände des Dreiband-MPA demonstriert, indem ein weiteres Paar Streifen/Dielektrikum gestapelt wird. Drei ~~100% Absorptionsvermögen von Resonanzpeaks mit diskreten Abständen von 0,21 THz und 0,24 THz werden erreicht. Die △-Werte zweier benachbarter Frequenzen (das sind die Moden der ersten beiden und der letzten beiden) betragen 9,70 % bzw. 10,04 %. Ähnlich wie bei der Zweiband-Absorption hat auch der Dreiband-MPA die Fähigkeit, den △-Wert benachbarter Frequenzen durch Steuerung der Länge der Au-Streifen abzustimmen. Enge diskrete Abstände oder niedrige △-Werte von Mehrband-MPAs sind in vielen Bereichen vielversprechend, beispielsweise bei der Untersuchung einiger impliziter Informationen in zwei sehr nahen Frequenzen.

Abkürzungen

FWHM:

Vollwelle bei halbem Maximum

MPAs:

Metamaterial perfekte Absorber

F:

Qualitätsfaktor


Nanomaterialien

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