基于石墨烯和二氧化钒超材料的偏振不敏感电磁诱导透明类及双频带吸收

↑ 点击上方“石墨烯联盟”关注我们

Abstract

在本研究中，我们提出了一种基于石墨烯和二氧化钒超材料的动态可调谐、偏振不敏感的类电磁诱导透明（EIT-like）和双带吸收结构。该超材料的单元胞由两个不同尺寸的单层石墨烯方形环组成。近场耦合产生的透明窗口分别在x和y偏振方向上可观察到。通过改变石墨烯的费米能级，可以调节类EIT效应。采用三能级 ?? 型系统和电场在| ??z |上的分布，清晰地解释了类EIT效应的物理机制。基于耦合振子模型的理论拟合结果与数值模拟结果高度一致。此外，通过引入二氧化钒（| ??z |）并利用其相变特性，所设计的超材料实现了从类电磁诱导透明到双带吸收器的转变，其在0.2–3 THz频率范围内具有两个吸收带，0.96 THz处的吸收率达到63.2%，1.89 THz处达到99.6%。进一步地，我们研究了超材料探测周围介质折射率的性能，原型器件展现出约0.4845 THz/ RIU 的最高灵敏度值。该设计为开发慢光器件、传感器、吸收器和多功能器件提供了可行方案。

Content

Conclusion

总之，我们提出了一种基于石墨烯的太赫兹频段内动态可调且偏振不敏感的EIT类超材料。由于亮模的近场耦合，分别在x和y偏振方向上可以观察到透明窗口。通过调节石墨烯的费米能，可以动态调谐这种EIT类效应，其群延迟峰值可达0.6皮秒。通过引入二氧化钒，该结构被转化为双功能器件。利用二氧化钒的相变特性，这种新器件可以在EIT类效应和双频吸收器之间切换。当二氧化钒处于绝缘态时，EIT类效应发生，其群延迟可达0.72皮秒。当二氧化钒处于金属态时，会出现两个吸收带，吸收率在0.96太赫兹处达到63.2%，在1.89太赫兹处达到99.6%。我们还研究了引入二氧化钒基底的石墨烯基EIT类超材料和双功能超材料的传感特性。计算得出的最大灵敏度值为0.4845太赫兹/ RIU 。结果表明，我们设计的超材料器件在折射率传感方面具有潜在应用。总之，我们的工作可能在可调谐太赫兹双功能器件、慢光器件以及太赫兹频段滤波等领域具有潜在应用。

信息来源：光学超材料

??联盟理事单位招募 | 联合前行，共赢未来~

??图书分享（一）| 感受他们这一路的坚持、热爱、无畏、孤独……

??图书分享（二）| 让你看到坚持的意义，感受不念过往不惧将来的豪迈~

??图书分享（三）| 告诉你，创业，是一种生活方式，是一次浪漫的旅程~

??图书分享（四）| 请你，为他，为他们，将双手舞动，愿我们的梦永不落空~

??【精准匹配·按需赋能】CGIA企业需求服务中心助力需求与资源高效链接

??【需求对接】需采购铜包石墨烯漆包线

??【需求对接】需采购高导电型导体材料、电磁屏蔽用的柔性材料、高导热型导体/屏蔽材料

??【需求对接】需采购胶辊用石墨烯改性橡塑材料

??关于征集石墨烯及新材料在汽车、医药、农业等应用领域的产业化项目的通知

??【采购需求】耐高温耐磨石墨烯防腐涂料

我们的视频号

　　“石墨烯联盟”视频号里面，有备受瞩目的“烯”世奇材，有惊喜连连的大咖开讲，有生动有趣的科普视频，甚至还有不定期的“福利”乱入...欢迎大家扫码关注我们的视频号，将满满的干货收入囊中~

我们的视频号