氧化釩超材料的設計、仿真及制備研究.pdf

1、太赫茲波具有低光子能量、高透射、低損耗等特殊性質(zhì)，使其被廣泛地應用于無損檢測、成像、通信等領域。由于自然界中缺少可以對太赫茲波產(chǎn)生響應的材料，嚴重地阻礙了太赫茲波的開發(fā)和利用。超材料作為一種新興的人工合成材料，可以通過合理地設計其單元結(jié)構(gòu)及形狀尺寸等因素，使其對特定頻率的電磁波產(chǎn)生響應。因此，超材料的出現(xiàn)給太赫茲波的研究帶來了新的機遇。氧化釩是一種性能良好的紅外探測材料，如何將其應用到超材料中，制備出氧化釩超材料是本論文主要的研究內(nèi)容。

2、此外，對超材料響應的調(diào)控、溶膠-凝膠法制備氧化釩的工藝優(yōu)化、氧化釩超材料的設計仿真等進行了研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴結(jié)合前人的研究，提出了調(diào)節(jié)超材料太赫茲響應的一種新方法，即在超材料的中間介質(zhì)層引入一附加金屬條，調(diào)節(jié)該金屬條的位置和線寬。仿真結(jié)果顯示，在附加金屬條向頂層金屬環(huán)移動的過程中，超材料的響應頻率紅移。當金屬條位于介質(zhì)的中間位置時，超材料的吸收峰值達到最大（99.98％）。在附加金屬條線寬增加的過程中，超材料的響應

3、頻率亦發(fā)生紅移，且吸收峰值增大。采用該方法，可以對超材料的太赫茲響應進行有效的調(diào)控。⑵通過優(yōu)化溶膠-凝膠法制備氧化釩薄膜的工藝條件，制備適用于超材料介電層的氧化釩薄膜。經(jīng)過重復制膜工藝的方法，可以明顯地提高氧化釩薄膜的厚度。采用此方法制備用作超材料介電層的氧化釩薄膜，可實現(xiàn)氧化釩超材料對入射電磁波的響應吸收。⑶對所設計的氧化釩超材料進行仿真，發(fā)現(xiàn)隨著超材料介電層氧化釩薄膜厚度的增加，超材料對入射電磁波的吸收增強。當氧化釩薄膜的厚度從13