Wallpaper group kirigami
近年来，剪纸艺术Kirigami已成为机械超材料的典范。任何kirigami结构的基本构建块都是重复的可部署模式，其灵感来自几何艺术形式和简单的平面平铺。在这里，我们补充这些方法直接链接kirigami模式的对称性与一组17个重复的模式，充分表征了空间的周期性平铺的平面。我们首先展示了如何使用任何壁纸组构建可部署的kirigami模式，然后设计保留冗余的切割模式，通过部署实现任意大小的变化。我们进一步证明，不同的对称性变化可以通过控制瓦片的形状和连接性来实现，并将这些结果连接到底层的kirigami晶格结构。总之，我们的工作提供了一个系统的方法来创建一个广泛的kirigami为基础的可展开的结构与任何规定的大小和对称性。
2021-07-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cs.CG
Novel electrically resonant terahertz metamaterials
我们提出了一类新的人工材料，表现出定制的电磁辐射的电组件的响应。这些电超材料（EM-超材料）的理论，计算和实验研究，使用太赫兹时域光谱。这些结构显示出谐振响应，包括范围从~500 GHz到1 THz的负介电常数（ε < 0）区域。传统的电介质，如分布式导线，很难纳入超材料。相比之下，这些新的局部结构将简化未来超材料（包括负折射率的超材料）的构造，并将增强功能性太赫兹设备的设计和制造。
2006-04-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Thermal tunability in terahertz metamaterials fabricated on strontium titanate single crystal substrates
我们报告了一个实验演示的热调谐的谐振频率在平面太赫兹超材料组成的金开口环谐振器阵列上制作的大块单晶钛酸锶（SrTiO 3）基板。将超材料从409 K开始冷却到150 K，与其室温谐振相比，导致谐振频率偏移约50%，并且谐振强度变化很小。共振位移是由于钛酸锶的温度依赖性折射率（或介电常数）。该实验为利用高介电常数衬底和复合金属氧化物材料的温度敏感特性设计可调谐太赫兹器件开辟了途径。
2011-02-17 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Terahertz Metamaterials with Semiconductor Split-Ring Resonators for Magnetostatic Tunability
我们研究了由半导体开口环谐振器周期阵列构成的超表面。通过适当取向的外部静磁场，发现由垂直入射光激发的超颖表面的共振频率在太赫兹范围内是连续可调的。由于这样的超表面可以组装成3D超材料，因此前述结论也适用于包括半导体开口环谐振器的超材料。
2008-07-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.optics
A New Class of Electrically Tunable Metamaterial Terahertz Modulators
可切换超材料为有效操纵电磁波，特别是太赫兹波提供了独特的解决方案，这是困难的，因为自然产生的材料很少可控地响应太赫兹频率。然而，迄今为止，很少有太赫兹调制器同时表现出低衰减和高调制深度。在这封信中，我们提出了一类新的电调谐太赫兹超材料调制器，采用金属频率选择表面（FSS）与电容可调层的电子，有望接近100%的调制深度和< 15%的衰减。我们的设计与现有技术的根本区别是通过独立于金属FSS的自选通电子层实现的调谐。我们的建议适用于所有可能的电可调元件，包括石墨烯，Si，MoS2，氧化物等，从而为在超宽太赫兹频率范围内实现高性能可切换超材料开辟了无数机会。
2013-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Asymmetric planar terahertz metamaterials
我们报告了在垂直和水平电场极化的开口环谐振器（SRR）中，在垂直入射下，使用太赫兹时域光谱的三个不同的谐振的实验观察。通过从环的中心向角逐渐地移位电容间隙来打破SRR中的对称性允许对基本电感-电容谐振进行85%的调制。增加不对称性会导致原本难以实现的高品质因数电四极共振的演变，该共振可用于太赫兹区域的生物传感应用。
2010-06-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Experimental demonstration of terahertz metamaterial absorbers with a broad and flat high absorption band
我们提出的设计，数值模拟和实验测量的太赫兹超材料吸收器具有广泛的和平坦的吸收顶部的横向电和横向磁极化在一个很宽的入射角范围内。超材料吸收体单元由两组以不同但接近的频率谐振的结构组成。整体吸收光谱是各个分量的叠加，并且在显著带宽上在顶部变得平坦。实验结果与数值模拟吻合良好。
2011-09-18 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Composite metamaterials with dual-band magnetic resonances in the terahertz frequency regime
利用金膜在硅片上制备了亚波长金属孔阵列（即单层渔网结构）和开口环谐振器阵列（SRR）的复合超材料（CMM）。在太赫兹范围内的坐标测量机的传输测量已经进行。当入射光的电场偏振方向平行于元件SRR的间隙时，观察到了双波段磁共振，即4.40 THz的LC共振和8.64 THz的附加磁共振，它们起源于CMM中导线对中的反平行电流。数值模拟结果与实验结果吻合较好，进一步阐明了双频磁共振的本质。
2009-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Density-independent plasmons for terahertz-stable topological metamaterials
为了有效地将尖端的太赫兹技术集成到紧凑的器件中，高度受限的太赫兹等离子体激元引起了人们的广泛关注。与金属中可见频率的等离子体激元相比，通常在轻杂质半导体或石墨烯中的太赫兹等离子体激元对载流子密度（n）敏感，因此具有容易的可调谐性，然而，这导致不稳定或不精确的太赫兹光谱。通过推导出一个简化的，但普遍的形式的等离子体频率，在这里，我们揭示了一个统一的机制，产生不寻常的n-独立的等离子体（DIP）在所有的拓扑状态与不同的维度。值得注意的是，我们预测，太赫兹DIP可以激发在2D的线和1D的点系统，证实了第一性原理计算几乎所有现有的拓扑半金属与不同的晶格对称性。除了与n无关外，DIP中费米速度和简并因子依赖的特性可以分别用于设计拓扑超晶格和多壁碳纳米管超材料，用于宽带太赫兹光谱和量子化太赫兹等离子体。令人惊讶的是，高空间限制和品质因数，也不敏感的n，可以同时实现在这些太赫兹DIP。我们的研究结果为开发稳定的太赫兹应用的拓扑等离子体器件铺平了道路。
2020-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Magnetic field-induced thermal emission tuning of InSb-based metamaterials in the terahertz frequency regime
本工作提出并验证了一种确定外加直流磁场下 InSb 光谱特性的方法，设计了在太赫兹频段具有单位窄带发射的 InSb-W 超材料，并实现了带宽和峰值波长的磁场动态调控。
2021-01-18 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Broadband terahertz generation from metamaterials
太赫兹光谱范围约为0.1至15 THz，是最少探索但技术变革最多的光谱区域之一。当前的一个挑战是开发具有宽带和无间隙光谱的高效和紧凑的太赫兹发射器/检测器，其可以针对各种泵浦光子能量进行定制。在这里，我们展示了有效的单周期宽带太赫兹产生，范围从约0.1至4太赫兹，从一个薄的层的开口环谐振器与几十纳米的厚度在1.5微米（200太赫兹）的电信波长泵浦。太赫兹辐射是由开口环谐振器的磁偶极共振激发产生的，在非共振泵浦下会迅速衰减。这，连同泵浦偏振依赖性和功率缩放的太赫兹发射，确定了在开口环谐振器中的光致非线性电流的作用。我们还揭示了一个巨大的片非线性极化率$\sim$ 10 $^{-16}$ m $^2$ V $^{-1}$，远远超过薄膜和散装非中心对称材料。
2014-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Grating-graphene metamaterial as a platform for terahertz nonlinear photonics
非线性光学由于其与光学和光电技术的相关性和潜力，是科学和技术应用的一个日益重要的领域。目前，人们正在积极寻找具有有效转换和小材料足迹的合适的非线性材料系统。理想情况下，材料系统应该允许芯片集成和室温操作。二维材料在这方面非常有趣。特别有前途的是石墨烯，它在太赫兹范围内表现出非常大的非线性。然而，二维材料中的光-物质相互作用长度本质上是最小的，因此限制了整体非线性光学转换效率。在这里，我们克服了这一挑战，使用超材料平台，结合石墨烯与光子光栅结构提供场增强。我们测量太赫兹三次谐波产生在这种超材料，并获得一个有效的三阶非线性极化率的大小为3 $\cdot$ 10 $^{-8}$ m $^2$ /V $^2$，或21 esu，基频为0.7太赫兹。这种非线性比我们在没有光栅的情况下获得的石墨烯大50倍。这样的增强对应于具有由于光栅而大三个数量级的强度的三次谐波信号。此外，我们证明了场转换效率高达$\sim$ 1%的第三次谐波使用中等场强的$\sim$ 30 kV/cm。最后，我们表明，谐波超出第三次增强更强烈，使我们能够观察到高达9 $^{\rm th}$谐波的签名。因此，光栅-石墨烯超材料构成了商业上可行的、CMOS兼容的、室温的、芯片集成的THz非线性转换应用的杰出平台。
2020-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Terahertz spin ratchet effect in magnetic metamaterials
研究在Co/Pt磁性反点超材料中揭示太赫兹自旋棘轮与三角光电流的微观起源，并解释二者磁滞宽度差异。
2023-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Impact of sintering conditions on the dielectric properties of TiO2 ceramics for metamaterialsapplications at terahertz frequencies
Centre de Nanosciences et Nanotechnologies - CNRS (UMR 9001) - Université Paris-Saclay（纳米科学和纳米技术中心 - 法国国家科学研究中心）；Centre Européen de la Céramique - CNRS (UMR 7315) - Université de Limoges（欧洲陶瓷中心 - 法国国家科学研究中心）；Laboratoire Albert Fert - CNRS, (UMR137) - Thales, Université Paris-Saclay（阿尔伯特·费尔特实验室 - 法国国家科学研究中心 - 泰雷兹集团）；Centre de Radiofrequences, Optique et Micro-nanoélectronique des Alpes - CNRS (UMR 5130 ) - Université Savoie Mont Blanc（阿尔卑斯射频、光学和微纳电子中心 - 法国国家科学研究中心）
研究比较传统烧结与放电等离子烧结及退火对TiO2陶瓷介电性能的影响，通过太赫兹时域光谱表征，发现优化工艺可实现低损耗（tanδ=0.006）和高介电常数（ε=103），证明TiO2是太赫兹超材料的理想材料。
2026-06-25 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Monotile kirigami
The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）
本文通过显式构造证明了周期性和非周期性单瓷砖剪纸结构的存在性，覆盖所有17种墙纸群和多种准晶图案，为形状变换超材料的设计提供了新途径。
2026-09-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cs.CG
