可调介质超材料研究进展

超材料由于具有自然界材料所不具备的一些独特的电磁和光学特性而被广泛关注与研究。相比于传统金属结构超材料,介质超材料不仅可以低损耗地实现超常电磁特性,而且对外场具有很高的敏感度,其电磁参数随磁场、电场、温度等外场的变化而改变,因而受到了功能材料和信息器件领域研究者的广泛关注。分别从磁可调、电可调和温度可调3个方面介绍可调介质超材料。首先,对于磁可调介质超材料,介绍了基于铁氧体的多种磁可调结构的研究进展以及铁磁谐振原理;其次,对于电可调介质超材料,介绍了基于石墨烯、变容二极管和液晶材料的多种电可调结构的研究进展;最后,对于温度可调介质超材料,介绍了基于二氧化钒、锑化铟和钛酸锶材料实现温度可调性能的研究进展及其相应物理机制,并展望了可调介质超材料的发展趋势和潜在应用。     

基于相变材料GexSbyTez(GST)的微波可调超材料器件研究

基于非挥发性相变材料GexSbyTez(GST),设计并仿真了两种典型的微波可调超材料器件。结构由刻蚀在玻璃基底上的铜开口谐振环(Split-Ring Resonator,SRR)构成,GST薄膜镀在SRR环开口处。在特定的诱导条件下,相变材料GST将在非晶态和晶态之间产生可逆且相对稳定的转换,并由此获得电磁参数的显著改变,实现超材料器件的可调节。仿真中获得了调制深度为81.09%的可调微波超表面;吸收强度为99.67%的可调吸波器,且通过改变GST薄膜厚度,实现吸收强度由完美吸波到24.50%的连续可调节。本研究为微波可调超材料器件提供了一个新的实现机制。