【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(zhì),引起了眾多科研人員的廣泛關(guān)注與研究,使其在信息與通信技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)、安全檢測(cè)等廣闊領(lǐng)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(shù)的發(fā)展受到了限制,然而超材料在太赫茲波段有獨(dú)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(duì)基于石墨烯的超材料電磁誘導(dǎo)透明效應(yīng)和基于狄拉克半金屬的超材料吸波體器件的特性進(jìn)行了研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:1.研究了一種電磁誘導(dǎo)透明(EIT)效應(yīng)可動(dòng)態(tài)調(diào)諧的超材料結(jié)構(gòu)器件,該器件頂層由石墨烯圓環(huán)諧振器(RR)和一對(duì)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(chǎng)耦合,產(chǎn)生的磁場(chǎng)最終與暗模耦合,實(shí)現(xiàn)了電磁誘導(dǎo)透明光學(xué)現(xiàn)象。耦合的強(qiáng)度可以通過(guò)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(lái)調(diào)整。然后,通過(guò)應(yīng)用巴比涅原理改進(jìn)EIT結(jié)構(gòu),還可以實(shí)現(xiàn)電磁誘導(dǎo)吸收(EIA)效應(yīng)。由于石墨烯門電壓依賴的特性,因此無(wú)需重新制作和優(yōu)化結(jié)構(gòu),便可以通過(guò)改變石墨烯的費(fèi)米能級(jí)實(shí)現(xiàn)透明/吸收窗口共振頻率動(dòng)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(fèi)米能級(jí)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(dòng),并且實(shí)現(xiàn)了電磁波的完美吸收。利用吸收峰疊加擴(kuò)展帶寬的思想,通過(guò)將兩個(gè)不同尺寸單峰吸波體的正方形諧振器單元組合到一起,實(shí)現(xiàn)了雙頻和寬頻吸波,并且通過(guò)改變狄拉克半金屬層的費(fèi)米能級(jí),可以實(shí)現(xiàn)雙頻和寬頻吸波體吸收共振在太赫茲頻段的動(dòng)態(tài)調(diào)諧。
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB34;O441.4
【圖文】：

波又稱ＴＨｚ射線，上個(gè)世紀(jì)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(xué)技術(shù)等各方面原因，使得太赫茲技術(shù)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(gè)電磁波譜圖中位于電子學(xué)與光學(xué)的交界處。它不僅兼顧了光學(xué)和電子學(xué)的特逡逑性，并且還有許多自身的性質(zhì)。隨著量子阱、激光等技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛研逡逑宄，極大地促進(jìn)了邋ＴＨｚ波的機(jī)理研究、檢測(cè)技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)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(dú)特特性逡逑１逡逑

圖１．４電磁誘導(dǎo)透明諧振單元振與仿真結(jié)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(xué)超材料實(shí)現(xiàn)了類ＥＩＴ效應(yīng)，帶寬較寬的偶極子天線與下面逡逑的四級(jí)天線相耦合，實(shí)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(jí)子天線耦合，得到了平面超材料的類Ｅ１Ｔ效應(yīng)。同時(shí)由于電磁誘逡逑導(dǎo)透明材料的頻譜響應(yīng)對(duì)周圍介質(zhì)折射率的影響非常敏感，所以還可以用來(lái)制逡逑作高靈敏檢測(cè)器。隨著研究的不斷深入，Ｗａｎｇ等人利用兩個(gè)亮模式之間的逡逑弱雜化實(shí)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(hào)：2725267