【摘要】：傳統(tǒng)的惰性金屬(Au、Ag)因其低電阻、高電導(dǎo)率的特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于等離子和光學(xué)超材料器件中。然而,當(dāng)Au和Ag工作在光波段時(shí),其內(nèi)部的某一自由電子吸收光子躍遷到費(fèi)米表面后會(huì)造成巨大的帶間損失和帶內(nèi)損失,這無(wú)疑增加了將超材料器件應(yīng)用于實(shí)際的難度。此外,作為性質(zhì)穩(wěn)定的惰性金屬,Au、Ag的加工也是超材料器件在實(shí)際使用中所要面臨的問(wèn)題,而氮化鈦?zhàn)鳛橐环N陶瓷材料,在光波段不會(huì)產(chǎn)生如惰性金屬的帶間損失和帶內(nèi)損失,同時(shí),除了具備高于惰性金屬的穩(wěn)定性外,在實(shí)際加工中也比惰性金屬來(lái)得容易。文獻(xiàn)研究表明,氮化鈦在光波段內(nèi)可以表現(xiàn)出類(lèi)金屬性。從加工成本、光學(xué)特性等幾個(gè)方面考慮,氮化鈦可以作為傳統(tǒng)惰性金屬的替代物應(yīng)用于實(shí)際的光學(xué)吸波結(jié)構(gòu)中。本文以將氮化鈦應(yīng)用于光學(xué)超材料吸波器為目的,研究了氮化鈦薄膜的制備工藝,借助COMSOL Multiphysics軟件模擬了基于氮化鈦的吸波器的吸波特性,將傳統(tǒng)惰性金屬和氮化鈦在光波段的光學(xué)特性進(jìn)行了對(duì)比,證實(shí)了氮化鈦替代傳統(tǒng)惰性金屬的可行性,并設(shè)計(jì)了幾種不同結(jié)構(gòu)的基于氮化鈦的光學(xué)吸波器。通過(guò)調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù),研究了基于氮化鈦的幾種不同結(jié)構(gòu)吸波器所表現(xiàn)出的光學(xué)吸收特性。通過(guò)仿真超材料吸波器中的電場(chǎng)分布圖,分析了基于氮化鈦的光學(xué)吸波器的吸波機(jī)理,其光學(xué)吸收特性源于其結(jié)構(gòu)中的表面等離子共振,從而大大減弱了反射光的強(qiáng)度。相比于傳統(tǒng)惰性金屬,氮化鈦在光波段具有類(lèi)似于金、銀的光學(xué)特性,甚至在某些方面表現(xiàn)更優(yōu);通過(guò)調(diào)整基于氮化鈦的超材料的結(jié)構(gòu)參數(shù),可以調(diào)控該超材料在光波段的吸收效率。
【學(xué)位授予單位】：武漢紡織大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TB34

【參考文獻(xiàn)】

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