【摘要】：傳統(tǒng)的惰性金屬(Au、Ag)因其低電阻、高電導率的特點而被廣泛應用于等離子和光學超材料器件中。然而,當Au和Ag工作在光波段時,其內(nèi)部的某一自由電子吸收光子躍遷到費米表面后會造成巨大的帶間損失和帶內(nèi)損失,這無疑增加了將超材料器件應用于實際的難度。此外,作為性質穩(wěn)定的惰性金屬,Au、Ag的加工也是超材料器件在實際使用中所要面臨的問題,而氮化鈦作為一種陶瓷材料,在光波段不會產(chǎn)生如惰性金屬的帶間損失和帶內(nèi)損失,同時,除了具備高于惰性金屬的穩(wěn)定性外,在實際加工中也比惰性金屬來得容易。文獻研究表明,氮化鈦在光波段內(nèi)可以表現(xiàn)出類金屬性。從加工成本、光學特性等幾個方面考慮,氮化鈦可以作為傳統(tǒng)惰性金屬的替代物應用于實際的光學吸波結構中。本文以將氮化鈦應用于光學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特性進行了對比,證實了氮化鈦替代傳統(tǒng)惰性金屬的可行性,并設計了幾種不同結構的基于氮化鈦的光學吸波器。通過調整結構參數(shù),研究了基于氮化鈦的幾種不同結構吸波器所表現(xiàn)出的光學吸收特性。通過仿真超材料吸波器中的電場分布圖,分析了基于氮化鈦的光學吸波器的吸波機理,其光學吸收特性源于其結構中的表面等離子共振,從而大大減弱了反射光的強度。相比于傳統(tǒng)惰性金屬,氮化鈦在光波段具有類似于金、銀的光學特性,甚至在某些方面表現(xiàn)更優(yōu);通過調整基于氮化鈦的超材料的結構參數(shù),可以調控該超材料在光波段的吸收效率。
【學位授予單位】：武漢紡織大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB34

【參考文獻】

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本文編號：2589452