一个可调节的超宽带和超高灵敏的远红外超材料吸收器,基于VO2和石墨烯
Hengli Feng1, Hongyan Meng1,2, Guan Wang1
1Electronic Engineering College, Heilongjiang University, Harbin, 150080, China. gaoyachen@hlju.edu.cn.
Physical chemistry chemical physics : PCCP
|May 13, 2024
概括
我们使用二氧化瓦纳 (VO2) 和石墨烯开发了一种可调节的超材料吸收器,用于远红外光. 该设备的吸收率超过90%,并且可以在宽带和窄带操作之间切换,显示了传感应用的潜力.
科学领域:
- 超材料是指一种超材料.
- 光学是什么?光学是什么?光学是什么?
- 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
背景情况:
- 超材料吸收器对于各种光学应用至关重要.
- 在远红外光谱中可调节的吸收是非常理想的.
- 二氧化瓦纳 (VO2) 和石墨烯具有独特的调节性质.
研究的目的:
- 提出并从理论上研究一种可调节的新型超材料吸收器.
- 探索VO2和石墨烯用于动态控制吸收的使用.
- 为了评估设备在传感应用中的性能.
主要方法:
- 使用有限差异时间域 (FDTD) 模拟.
- 使用等效电路模型 (ECM) 进行理论分析.
- 在不同的石墨烯费米能量水平和VO2状态下研究光学特性.
主要成果:
- 在远红外线 (12.623.2μm) 实现了>90%的吸收,在绝缘状态下有VO2.
- 通过调整石墨烯的费米能量来证明连续扩展带宽.
- 通过将VO2转变为金属状态,成功切换到窄带吸收.
- 设备显示极化和入射角不敏感.
- 高灵敏度 (14.108微米/RIU) 和FOM (6.13/RIU) 的折射率传感器.
结论:
- 拟议的VO2石墨烯元材料吸收器在远红外提供可调节的宽带和窄带吸收.
- 该设备具有出色的折射率传感能力.
- 设计是坚固的对两极化和事件角度的变化.


