文档名：基于石墨烯VO2的可重构太赫兹超宽带吸波器
摘要：本文提出了一种基于石墨烯和二氧化钒(VO2)的伞状结构可重构太赫兹超宽带吸波器,极大地拓展了太赫兹吸波器的吸收带宽,具有功能可重构、调制深度大等优点.该吸波器由伞状VO2贴片、聚乙烯环烯烃共聚物(To-pas)介电层、石墨烯层以及金属反射层组成.当VO2处于绝缘态、石墨烯的费米能级为0eV时,该吸波器在整个太赫兹波段内表现为全反射特性.当VO2处于金属态、石墨烯的费米能级为0.75eV时,该吸波器在3.57～10THz频率范围内实现了超宽带吸收,平均吸收率达到了94％以上,吸收带宽高达6.43THz.同时调节VO2的电导率和石墨烯的费米能级,可在两个完美吸收点处实现最大分别为97.9％(4.3THz处)、96.8％(8.25THz处)的调制深度,具有良好的开关特性.此外,该吸波器还具有极化不敏感和广角吸收特性,在0°～35°的入射角范围内,该吸波器在3.57～10THz带宽范围内均保持着90％以上的吸收率.该可重构太赫兹超宽带吸波器在可调宽带吸收器件、隐身器件、热探测、太赫兹开关等领域具有潜在的应用价值.
Abstract：Inthispaper,areconfigurableterahertzultra-widebandabsorberwithumbrellastructurebasedongra-pheneandvanadiumdioxideisproposed,whichgreatlyexpandstheabsorptionbandwidthoftheterahertzabsorberandhastheadvantagesoffunctionalreconfigurationandlargemodulationdepth.TheabsorberconsistsofanumbrellashapedVO2patch,apolyethylenecycloolefincopolymer(Topas)dielectriclayer,graphenelayer,andametallicreflector.WhenVO2isintheinsulatingstateandtheFermilevelofgrapheneis0eV,theabsorberexhibitstotalreflectioncharacteristicsinthewholeterahertzband.WhenVO2isinthemetalstateandtheFermilevelofgrapheneis0.75eV,theabsorberachievesul-tra-widebandabsorptioninthefrequencyrangeof3.57～10THz,withanaverageabsorptionrateofmorethan94％andanabsorptionbandwidthofupto6.43THz.ByadjustingtheconductivityofVO2andtheFermilevelofgrapheneatthesametime,themaximummodulationdepthof97.9％(at4.3THz)and96.8％(at8.25THz)canbeachievedatthetwoperfectab-sorptionpoints,whichhasgoodswitchingcharacteristics.Inaddition,theabsorberhaspolarizationinsensitivityandwide-angleabsorptioncharacteristics.Intherangeof0～35°,theabsorptivityoftheabsorberismorethan90％intherangeof3.57～10THzbandwidth.Theultra-widebandreconfigurableterahertzabsorberwillhavepotentialapplicationsintunablebroadbandabsorber,stealthdevices,thermaldetection,terahertzswitchesandotherfields.
作者：刘广儒 张勇 朱华利 叶龙芳 骆祥 徐锐敏 延波 Author：LIUGuang-ru ZHANGYong ZHUHua-li YELong-fang LUOXiang XURui-min YANBo
作者单位：电子科技大学电子科学与工程学院,四川成都611731厦门大学电子科学与技术学院,福建厦门361005
刊名：电子学报 ISTICEIPKU
Journal：ActaElectronicaSinica
年，卷(期)：2023, 51(10)
分类号：TN828.4TB34
关键词：光学器件 超材料吸波器 太赫兹 超宽带 可重构
Keywords：opticaldevices metamaterialabsorber terahertz ultra-wideband reconfigurable
机标分类号：
在线出版日期：2024年1月17日
基金项目：基于石墨烯-VO2的可重构太赫兹超宽带吸波器[
期刊论文] 电子学报--2023, 51(10)刘广儒 张勇 朱华利 叶龙芳 骆祥 徐锐敏 延波本文提出了一种基于石墨烯和二氧化钒(VO2)的伞状结构可重构太赫兹超宽带吸波器,极大地拓展了太赫兹吸波器的吸收带宽,具有功能可重构、调制深度大等优点.该吸波器由伞状VO2贴片、聚乙烯环烯烃共聚物(To-pas)介电层、石墨烯...参考文献和引证文献
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引证文献
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