【摘 要】
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超构材料是人工设计的亚波长超原子周期性重复排列得到的人工材料,它在自然界中是不存在的,通过设计其结构单元人们可以实现超越自然界材料限制的奇特电磁功能,如负折射率、超透镜、隐身斗篷、完美吸收器、天线性能增强等,超构材料的发展极大的提高了人们操纵电磁波的能力,随着研究的深入,人们意识到传统不可调超构材料的局限性,设计动态可调的超构材料逐渐成为研究的热点。在本文中,我们将相变材料二氧化钒和GST引入超原
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超构材料是人工设计的亚波长超原子周期性重复排列得到的人工材料,它在自然界中是不存在的,通过设计其结构单元人们可以实现超越自然界材料限制的奇特电磁功能,如负折射率、超透镜、隐身斗篷、完美吸收器、天线性能增强等,超构材料的发展极大的提高了人们操纵电磁波的能力,随着研究的深入,人们意识到传统不可调超构材料的局限性,设计动态可调的超构材料逐渐成为研究的热点。在本文中,我们将相变材料二氧化钒和GST引入超原子的设计研究了多种可调可控的超构材料,主要设计了以下器件:首先我们结合相变材料二氧化钒在超构材料中实现了动态可调环形偶极子的激发,我们设计了单开口环形偶极子谐振器和双开口环形偶极子谐振器,它们分别工作在0.46THz和0.288THz。对于电磁波的吸收,我们设计了基于相变材料GST的中红外窄带吸收器,它在89THz处有近100%的完美吸收效果,通过激励GST从晶态变为非晶态,其吸收效率骤降为6%,该器件体现出良好的开关效应。最后我们设计了具有复合功能的多层超构材料,利用VO2非金属态到金属态的相变其能实现类电磁诱导透明现象（EIT）和线性极化转变效果之间的切换,而器件的物理形状不会有任何变化。对于电磁诱导透明现象,它能通过“亮模式”和“暗模式”间的相消干涉在0.207THz处产生88.2%的透射窗口,当器件工作在线性极化转变状态时,它可以将入射波反射形成其对应的交叉极化波。所设计的所有超构材料器件都具有动态调控能力,且有着良好的极化角不敏感性和广角斜入射性,因此我们设计的器件对于超构材料设备的实际制造与应用有着极大的潜力。
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