Perfekt bredbåndsabsorbersystem til lysabsorption

Forskere fra Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics (SIOM) fra det kinesiske videnskabsakademi har for nylig foreslået et designkoncept for en justerbar bredbåndsabsorber baseret på ikke-split kobling af Epsilon-nær-nul (ENZ) og lokaliseret overfladeplasmon resonans (LSPR) tilstande.

Forskerne designede et enkeltlags Indium Tin Oxide (ITO) ellipsoide skalarray med subbølgelængde til at excitere rumligt adskilte ENZ- og LSPR-tilstande, som opnåede mere end 98% lysabsorption i området 1.435-1.680 nm. En absorber på centimeterniveau blev fremstillet af billig selvsamlende teknologi og har polarisationsuafhængig, vidvinkel og afstembar resonansabsorption. Relaterede resultater blev offentliggjort i Applied Surface Science .

Optisk absorption er kritisk i mange lineære og ikke-lineære optiske applikationer. I de senere år har plane ENZ-materialer givet effektive løsninger til forskellige smalbånds-, bredbånds-, justerbare perfekte absorbere. Plane ENZ-materialer til perfekt absorption står imidlertid over for betydelig polariseringsafhængighed og problemer med skrå forekomst, hvilket begrænser dets anvendelse. Kombination af ENZ-film med metasurfaces menes at løse ovennævnte polariserings- og vinkelafhængighedsproblemer. Imidlertid involverer rapporterede metasurface-skemaer uundgåeligt komplekse designs, flertrinsfremstilling og dyre FIB- eller EBL-teknikker, som begrænser enhedsstørrelsen til størrelsesordenen hundredvis af mikron.

I dette arbejde foreslog forskerne en bredbånds-perfekt absorberordning baseret på semi-kuglemønstrede ENZ-film. Kerneideen med den perfekte absorber er at udnytte de unikke ultratynde film- og nanopartikelegenskaber i den semi-ellipsoide ENZ-skalfilm til at ophidse rumligt adskilte ENZ- og LSPR-resonanstilstande og dermed opnå perfekt bredbåndsabsorption.

Den unikke strukturelle symmetri gør det muligt for absorberen at udvise polarisationsuafhængige og vidvinkelegenskaber, mens den aktive tunbarhed af ENZ-materialer giver absorberen tunbarhed, ifølge forskerne.

Derudover er den perfekte absorber kompatibel med selvmonteringsteknologi, hvilket muliggør lavprisfremstilling af enheder i centimeter- eller endda wafer-skala.

Ud over ITO-materiale er det perfekte absorptionsskema foreslået i denne undersøgelse også anvendeligt til andre ENZ-materialer med både ENZ- og plasmonegenskaber, såsom cadmiumoxid (CdO), ZnO:Al (AZO), titaniumnitrid (TiN) osv. ., hvilket er befordrende for realiseringen af ​​bredbånds perfekt absorption i flere bølgelængdeområder. + Udforsk yderligere

Ultratynd, justerbar bredbåndsmikrobølgeabsorber kan fremme radartilsløring