基于电流变液的宽带可调超材料吸波体设计

为将超材料吸波体更好地应用于生产生活中,文中设计了一种基于电流变液的宽带可调超材料吸波体。通过在超材料吸波体中加载电阻器和介电常数电可调的电流变液实现宽带吸收和吸收频带可调。仿真结果表明,吸波体在8.296~15.128 GHz之间的吸收率超过了80%,在11.5~15 GHz之间的吸收率超过了90%,实现了电磁波的宽带吸收。随着电流变液外加电场强度的增加,其吸收频带逐渐往低频发生移动,实现了吸收频带的调控。此外,仿真证实,由于吸波体结构单元具有旋转对称性,其吸收特性具有极化无关性。     

基于石墨烯的多功能超表面设计

为实现机载天线罩吸波/透射波/反射波功能一体化,设计了一种基于石墨烯和光电二极管(PIN)的宽带吸波/反射波/透射波多功能超表面。当PIN正向导通时,超表面对入射电磁波的透过率接近于0,反射率可以通过改变石墨烯的费米能级进行调节;当石墨烯的费米能级为0.3 eV时,超表面在1.55~5.51 GHz范围内的吸收率超过了90%;当石墨烯能级为0 eV时,超表面在1.55~5.51 GHz范围内的反射系数高达45%。当PIN反向截止时,超表面在4.76 GHz处出现了一个透射峰,石墨烯费米能级为0.3 eV和0 eV时的透射系数分别为61%和71%。设计的超表面具有结构简单、宽带吸波/反射波/透射波多功能等优点,在通信和雷达等领域具有广泛的应用前景。     

基于 VO2的温控可调谐极化无关超材料吸波体设计

基于二氧化钒（VO2）薄膜的绝缘-金属相变特性,提出了一种温控可调谐的极化无关超材料吸波体,研究了单环、双环和三环结构超材料吸波体对电磁波的吸收特性和温控可调谐特性。当电磁波垂直入射时,单环、双环和三环结构超材料吸波体在 2~20 GHz 范围内分别出现了 1 个、2 个和 3 个吸收峰,随着结构单元环数增加,吸收峰逐步增加;由于超材料吸波体是二维全向对称的,故其吸收特性是电磁波极化无关的;当温度从 40 ℃ 至 80 ℃变化时, 吸收特性发生明显的变化,实现了极化无关超材料吸波体的可调谐效果。     

可见光波段双层纳米银树枝状结构的制备及光学特性

采用"自下而上"的电化学沉积方法,在透明ITO玻璃基底上制备了银树枝/二氧化钛/银树枝的复合结构。通过调节工艺,实现了样品在可见光波段由多频透射到单频透射的转变。并且通过改变沉积条件等,可以灵活调节样品的响应频段。制备了在绿光、黄光和红光频段产生响应的3种样品,并测试了绿光频段样品的平板聚焦行为。实验发现,这种特殊的光透射行为和平板聚焦现象是由光波通过复合材料时引起的电磁谐振所致。     

可见光波段超材料左手行为及左手异质结构捕获彩虹效应

基于自下而上的电化学沉积法,利用改进的工艺在一片ITO导电玻璃基底上制备双层银树枝多带光学左手材料,并测试其透射和平板聚焦行为。实验结果表明,样品在可见光波段出现3个透射通带,并且当入射光的波长为透射峰值波长时,在距离样品后表面半波长附近出现平板聚焦效应,充分证实了样品在可见光波段的左手行为。将两个相同的左手材料样品以一定的间距组合成一个左手异质结构,当一束复色光沿左手异质结构的中心线入射时,在左手异质结构中出现一条出现非常明亮的,由紫到红的彩色光带,表明不同波长的光在不同的位置停留下来,从而实现了光谱的空间分离,即捕获彩虹效应。     

红外波段铜树枝状结构磁响应特性研究

提出一种可用于实现红外波段负磁导率的树枝状磁谐振模型,采用基于有限差分技术的CST微波工作室软件确定了树枝状结构参数与磁谐振响应之间的关系,实现了红外波段的负磁导率.以碳纤维为阴极,采用化学电沉积的方法制备了铜树枝状结构,利用傅立叶变换红外光谱仪测量了样品的空间红外透射行为,结果表明铜树枝状结构实现了红外波段的磁谐振响应,最大透过率达到-7.95dB,实验结果与数值模拟吻合.研究了铜树枝状结构的分形维数和磁响应波段与沉积电压的关系以及两个铜树枝状结构之间的耦合作用,结果表明随着沉积电压的增大分形维数与磁响应波长随之增加,样品之间的耦合作用导致磁谐振响应的波长和强度发生变化.     

左手材料设计与制备的研究进展

左手材料是一种介电常数ε和磁导率μ同时为负值的超材料,具有许多非常奇异的电磁学性质.阐述了左手材料的基本概念和性质,介绍了能够同时实现负介电常数和负磁导率的Ω形、S形和树枝等单一结构,综述了利用机械加工法和化学制备法制备的高频段负磁导率材料,以及基于耦合作用的电磁波垂直入射条件下左手材料的设计与制备方法,阐述了超材料负磁导率或左手行为的验证方法,最后展望了左手材料的应用前景.     

致密ZnO薄膜的电化学制备及光学性能研究

采用电化学沉积法在ITO导电玻璃上沉积1层致密的ZnO薄膜。用扫描电镜（SEM）对在不同电解液浓度、电压和时间下制备的ZnO薄膜的表面形貌作了表征,并观测了ZnO薄膜的厚度,结果表明当电解液的质量分数为1.2%,电压为1.0V,时间为60s时,制备的ZnO薄膜致密且厚度仅为120nm,利用分光光度计测得ZnO薄膜在可见光波段的透射率高于50%,为ZnO薄膜在多层光学超材料中的应用奠定了基础。