氧化釩超材料的設(shè)計(jì)、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(yīng)用于無損檢測(cè)、成像、通信等領(lǐng)域。由于自然界中缺少可以對(duì)太赫茲波產(chǎn)生響應(yīng)的材料，嚴(yán)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(shè)計(jì)其單元結(jié)構(gòu)及形狀尺寸等因素，使其對(duì)特定頻率的電磁波產(chǎn)生響應(yīng)。因此，超材料的出現(xiàn)給太赫茲波的研究帶來了新的機(jī)遇。氧化釩是一種性能良好的紅外探測(cè)材料，如何將其應(yīng)用到超材料中，制備出氧化釩超材料是本論文主要的研究?jī)?nèi)容。

2、此外，對(duì)超材料響應(yīng)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(shè)計(jì)仿真等進(jìn)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(yīng)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(dòng)的過程中，超材料的響應(yīng)頻率紅移。當(dāng)金屬條位于介質(zhì)的中間位置時(shí)，超材料的吸收峰值達(dá)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(yīng)

3、頻率亦發(fā)生紅移，且吸收峰值增大。采用該方法，可以對(duì)超材料的太赫茲響應(yīng)進(jìn)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(fù)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(shí)現(xiàn)氧化釩超材料對(duì)入射電磁波的響應(yīng)吸收。⑶對(duì)所設(shè)計(jì)的氧化釩超材料進(jìn)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(duì)入射電磁波的吸收增強(qiáng)。當(dāng)氧化釩薄膜的厚度從13