基于拓?fù)浣^緣體在可調(diào)諧負(fù)折射率超材料.pdf

1、拓?fù)浣^緣體（Topological Insulator）作為一種新興的量子物理材料，受到人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注，Bi2Se3是一種非常有潛力的拓?fù)浣^緣體材料，我們通過改變Bi2Se3介質(zhì)層內(nèi)在屬性，首次在近紅外范圍內(nèi)有效地控制超材料的本征諧振，實(shí)現(xiàn)寬譜雙負(fù)折射率可調(diào)諧。傳統(tǒng)的可調(diào)諧超材料需要利用結(jié)構(gòu)和電極集成，來實(shí)現(xiàn)可調(diào)諧。與傳統(tǒng)的可調(diào)諧超材料相比，本文設(shè)計(jì)的可調(diào)諧超材料具有納米級(jí)小尺寸、容易制備和集成、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。本文對(duì)近紅外波段可

2、調(diào)諧超材料的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了深入分析和模型構(gòu)建，并對(duì)該模型進(jìn)行了理論仿真和數(shù)值計(jì)算。采用三明治結(jié)構(gòu)（金屬/介質(zhì)層/金屬），可以同時(shí)獲得很強(qiáng)的磁諧振和電諧振，降低能量損耗。
　　以往的超材料模型需要光以特定角度入射來激發(fā)其表面等離子體共振，并且不能工作在近紅外波段，而近紅外光在生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)中應(yīng)用前景十分明朗。橢圓納米孔陣列超材料是以其優(yōu)異的結(jié)構(gòu)特性和簡(jiǎn)單的制作工藝，被越來越多的應(yīng)用，只需要光垂直入射就可以激發(fā)其局部表面等離子體共振，通過調(diào)

3、整幾何結(jié)構(gòu)和尺寸，可以使其工作在近紅外波段，因此我們將這種漁網(wǎng)超材料引入，并優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)參數(shù)使其在近紅外范圍內(nèi)有較好的光學(xué)響應(yīng)特性。
　　本文引入拓?fù)浣^緣體Bi2Se3作為介質(zhì)層，由于其介電常數(shù)在近紅外范圍內(nèi)不同晶相差別很大，通過物理方法對(duì)其調(diào)諧，從而使結(jié)構(gòu)有效光學(xué)參數(shù)發(fā)生寬頻譜偏移，實(shí)現(xiàn)了近紅外范圍的可調(diào)諧雙負(fù)折射率超材料。負(fù)折射率超材料可以廣泛的用于生物傳感器、超透鏡、隱形衣、太陽(yáng)能電池等新型能源器件方面。此外，本文我們還詳細(xì)