1 State Key Laboratory of Infrared Physics, Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200083, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
亚波长人工超构材料可以实现特定波长的近完美吸收，在红外光电器件应用中能够克服传统红外材料吸收效率低、厚度较大、工作波长受限于带隙等缺陷.本文利用金属/介质/金属结构构造了一种可大面积制备的亚波长结构，可以实现1-10 μm波段内的双波段红外超吸收.通过时域有限差分法模拟和实验分析，我们认为该吸收器高频的吸收峰，主要来源F-P共振干涉增强吸收；而低频红外波段的吸收峰，主要得益于电偶极共振和磁共振模式的激发.利用退火工艺调节上层金颗粒的大小，可以有效地调节两个吸收峰的位置.
超材料 近完美红外超吸收 表面等离子体共振 F-P共振 metamaterials nearly perfect infrared absorption localized surface plasmons resonance
1 上海大学 材料科学与工程学院, 上海 200444
2 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室, 上海 200083
近年来, 由亚波长人工微结构单元组成的超构材料, 因其具有自然材料所不具备的奇特物理性质, 吸引了人们的广泛关注.其中最有趣的应用之一就是利用亚波长人工微结构增强对电磁波的吸收.设计并实现了一种人工超构材料柔性可弯曲的高性能太赫兹吸收器.为了实现最优的结构设计, 分别对器件的结构周期、金属条宽度、介质层厚度和材料光学性质等关键结构及材料参数进行了系统优化.实验结果显示在频率3 THz附近器件峰值吸收率高达99%, 与数值模拟结果相吻合.
人工微结构 超吸收 太赫兹 柔性 artificial electromagnetic materials super-absorber terahertz wave flexible
1 东华大学 理学院, 上海 201620
2 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室, 上海 200083
3 中国科学院大学, 北京 100049
基于人工微结构超材料的先进理念, 设计制备工作波长可调的近红外大面积吸收器.器件制备采用纳米微球化学自组装方法制备顶层金属微结构, 该方法可制备大面积样品.实验结果显示, 吸收器在近红外波段峰值吸收率超过99%, 吸收波长可以通过结构单元几何尺寸调节.理论模拟结果不但与实验测量的数据相一致, 而且很好地阐述了器件高效光吸收的物理机理.
吸收器 微结构 大面积 高效 近红外 perfect absorber plasmonic nanostructures large area high performance near infrared
