在電磁超材料中零折射率超材料,包括介電常數(shù)接近零的材料（epsilon-near-zero material,ENZ）、磁導(dǎo)率近零的材料（mu-near-zero material,MNZ）、介電常數(shù)和磁導(dǎo)率同時(shí)近零的材料（mu-epsilon-near-zero material,MENZ）以及各向異性零折射率材料,因其奇異的性質(zhì)如隧穿效應(yīng)、高指向輻射效應(yīng)、相位裁剪效應(yīng)等而在近年來無論是在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域還是在應(yīng)用研究領(lǐng)域都受到廣泛的關(guān)注。本文對(duì)零折射率材料的傳輸性質(zhì)的影響因素、調(diào)控手段及器件的設(shè)計(jì)方法展開了討論,具體內(nèi)容如下:一、零折射率材料復(fù)合結(jié)構(gòu)的傳輸性質(zhì)的影響因素1、研究了空氣狹縫對(duì)含缺陷的ENZ結(jié)構(gòu)的傳輸性質(zhì)的影響。在狹縫隔斷含缺陷的ENZ結(jié)構(gòu)的前后,復(fù)合結(jié)構(gòu)的透射性質(zhì)發(fā)生了突變,透射率顯著下降,并且對(duì)空氣狹縫的位置和厚度變得敏感。這種突變性質(zhì)可用于設(shè)計(jì)高靈敏度的位移傳感器。2、研究了波導(dǎo)壁上的孔洞對(duì)三維MENZ波導(dǎo)的傳輸性質(zhì)的影響。只要孔洞沒有破壞波導(dǎo)壁完美電導(dǎo)體/完美磁導(dǎo)體從入射端到出射端的連通性,電磁波都會(huì)繞開這些孔洞并完全透過MENZ波導(dǎo),實(shí)現(xiàn)電磁波的邊界滲流。三維ME... 

【文章來源】：蘇州大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：162 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

(a)由金屬線陣列構(gòu)成的介電常數(shù)為負(fù)的超材料示意圖(本圖引自參考文獻(xiàn)[7])(b)由開口環(huán)陣列構(gòu)磁導(dǎo)率為負(fù)的超材料示意圖(本圖引自參考文獻(xiàn)[8])(c)負(fù)折射率超材料結(jié)構(gòu)示意圖(本圖引自參考文獻(xiàn)[9](d)負(fù)折射率超材料折射率測量值(黑色曲線)理論值(紅色曲線)以及基底媒質(zhì)

料(reciprocal of modulus-near-zero, RMNZ)。聲學(xué)零折射率材料也有和電磁零折射率材料類似的性質(zhì)。本文將重點(diǎn)討論利用電磁零折射率材料來設(shè)計(jì)器件。圖1.2 (a)利用零折射率材料實(shí)現(xiàn)高指向輻射(本圖引自參考文獻(xiàn)[63])(b)基于ENZ的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)(本圖引自參考文獻(xiàn)[64])(c)利用零折射率實(shí)現(xiàn)相位裁剪(本圖引自參考文獻(xiàn)[66])(d)利用在 ENZ 中嵌入開口諧振環(huán)實(shí)現(xiàn) MENZ(本圖引自參考文獻(xiàn)[68])。零折射率材料的研究開始于 Enoch, S.等人對(duì)于利用超材料實(shí)現(xiàn)高指向性輻射的

超材料的光子器件設(shè)計(jì)和性能研究 、 為負(fù)的單負(fù)材料，而氮化硅為介電常數(shù)為正的電介質(zhì)，他們的厚度們隨即通過銀和氮化硅制備了一個(gè)多層膜結(jié)構(gòu)，在光波段獲得了Gao, J.等人在同年也提出了類似的結(jié)構(gòu)(如圖 1.3 所示)。通過理論便考慮了多層膜結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的非局域效應(yīng)，在垂直于多層膜排列電張量的分量仍然可能為零。他們分別在實(shí)驗(yàn)上利用金和三氧化二構(gòu)以及金和二氧化硅形成的多層膜結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了 ENZ [91]。


本文編號(hào)：2906307