電磁誘導透明（EIT）現(xiàn)象最早在量子系統(tǒng)中被發(fā)現(xiàn),其原理是量子間發(fā)生了相消干涉,導致本來應該被材料吸收的電磁波可以透過材料進行傳輸。這種現(xiàn)象存在很廣闊的應用前景,但是因為其實現(xiàn)條件比較苛刻,現(xiàn)有的技術(shù)水平無法支持,電磁誘導透明現(xiàn)象在現(xiàn)實中的應用被大大限制。而在太赫茲超材料中的類EIT現(xiàn)象所需條件比較容易實現(xiàn),這提升了其應用價值,在超材料中將各個諧振元件制備成周期性的單元結(jié)構(gòu),這樣就可以實現(xiàn)電磁誘導透明。但是現(xiàn)有的超材料中結(jié)構(gòu)單元一旦固定,使得EIT的透明窗口也隨之固定,其傳輸特性無法動態(tài)調(diào)諧,使得應用范圍受到限制。本文針對國內(nèi)外現(xiàn)存技術(shù)對EIT現(xiàn)象不易調(diào)諧和調(diào)諧深度不足等問題,設(shè)計了兩種可調(diào)諧石墨烯太赫茲超材料。1、設(shè)計了一種基于石墨烯調(diào)諧的太赫茲EIT超材料,該結(jié)構(gòu)單元由兩個相互垂直成T型的石墨烯條組成,在超材料邊緣設(shè)置一層金屬電極用于外加電壓。通過改變石墨烯結(jié)構(gòu)以及在超材料兩端施加電壓對其進行仿真,結(jié)果表明該結(jié)構(gòu)是明-暗模式相互耦合。通過改變石墨烯結(jié)構(gòu)進行仿真時,當費米能級從0.1e V到0.3e V變化時,電磁誘導透明峰可以在0.32-0.47THz范圍內(nèi)進行調(diào)制,調(diào)制深度為32... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學黑龍江省

【文章頁數(shù)】：53 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

a)藍寶石襯底上的周期超材料陣列，b)具有幾何參數(shù)的超材料單元的微觀圖像

哈爾濱理工大學理學碩士學位論文3圖1-2所示，模擬了獨立諧振器和耦合結(jié)構(gòu)的透射光譜a)室溫下金屬內(nèi)部SRR的LC共振，b)不同溫度下金屬外部CRR的偶極共振，c)不同溫度下超導-金屬雜化結(jié)構(gòu)的EIT共振峰Fig.1-2SimulatedtransmissionspectraoftheisolatedresonatorsandcoupledPITstructure.a)LCresonanceofmetallicinnerSRRatroomtemperature,b)DipoleresonanceofouterCRRatvarioustemperatures,c)EITresonancepeakinhybridsuperconductor-metalstructureatvarioustemperatures2.基于半導體調(diào)諧的可調(diào)諧太赫茲超材料2018年，天津大學MaoshengYang等人設(shè)計了一種基于半導體調(diào)諧的太赫茲超材料[17]，如圖1-3所示，該結(jié)構(gòu)第一層由一個豎直長條作為明模式和兩個單開口環(huán)作為暗模式以及填充的半導體硅組成，第二層則是聚酰亞胺襯底，幾何參數(shù)為：Px=58μm，Py=120μm，L=86μm，s=7μm，ω=5μm，R1=15μm，R2=10μm，m=7μm，n=28μm，θ=37°。對其進行仿真，得到了超材料在不同電導率下的透射曲線，如圖1-4所示，可以發(fā)現(xiàn)隨電導率的改變，透明窗口的位置和幅度也隨之改變，調(diào)控效率可達到66%。

哈爾濱理工大學理學碩士學位論文4圖1-3單元結(jié)構(gòu)與尺寸：a)單元結(jié)構(gòu)，b)SRR結(jié)構(gòu)，c)CW結(jié)構(gòu)Fig.1-3Unitstructureandsize:a)Unitstructure,b)SRRstructure,c)CWstructure圖1-4不同電導率下的透射譜a)σ=1S/m,b)σ=1000S/m,c)σ=3000S/m,d)σ=5000S/m,e)σ=7000S/m,f)σ=15000S/mFig.1-4Transmissionspectraunderdifferentconductivitiesa)σ=1S/m,b)σ=1000S/m,c)σ=3000S/m,d)σ=5000S/m,e)σ=7000S/m,f)σ=15000S/m

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于石墨烯的寬帶太赫茲可調(diào)超表面線偏振轉(zhuǎn)換器[J]. 張洪滔,程用志,黃木林.  光電工程. 2019(08)
[2]太赫茲液晶可調(diào)諧功能器件[J]. 冀允允,范飛,于建平,許士通,程潔嶸,王湘暉,常勝江.  中國激光. 2019(06)
[3]一種光控的電磁誘導透明太赫茲超材料[J]. 王婭茹,梁蘭菊,楊茂生,王旭娟,王巖.  激光與光電子學進展. 2019(04)
[4]石墨烯的化學奧秘及研究進展[J]. 龍威,黃榮華.  洛陽理工學院學報(自然科學版). 2012(01)
[5]控制光速的有效方法——電磁誘導透明的原理和應用[J]. 孫江,黃蕊.  物理通報. 2007(06)

碩士論文
[1]基于MEMS技術(shù)太赫茲波段超材料器件的研究[D]. 王蕾.哈爾濱理工大學 2015



本文編號：3568351