Customised broadband metamaterial absorbers for arbitrary polarisation
本文表明，定制的宽带吸收的电磁波具有任意极化是可能的，通过使用有损割线（CW）的超材料。这些有用的功能证实了数值模拟，其中不同长度的CW对组合为一个周期性的超材料单元，并放置在一个完美的电导体（PEC）附近。到目前为止，超材料吸收器已经表现出一些有趣的功能，这是从传统的吸收器，例如直接调整的电磁特性和尺寸减小。本文展示了如何通过适当的设计，可以获得广泛的吸收特性。
2010-08-19 physics.optics
Multiplexed chiral and helical acoustic anomaly bulk states in an inverse-designed metamaterial
Tongji University（同济大学）；Mohammed VI Polytechnic University（穆罕默德六世polytechnic大学）
本研究通过逆向设计声学超材料，在同一系统中实现了谷和赝自旋自由度的多路复用，并实验验证了多频声能增强，为鲁棒的多路复用声学器件提供了新策略。
2026-09-30 physics.optics
Thermally Induced Nonlinear Optical Absorption in Metamaterial Perfect Absorbers
采用激光干涉光刻和剥离工艺制备了一种由Al/ZnS/Al三层金属-介质-金属系统和顶部的铝纳米片组成的超材料理想吸收体。超材料吸收体在1090 nm处具有峰值共振吸收，并且对1064 nm波长处的600 ps激光脉冲表现出非线性吸收。反射率的非线性饱和被测量为依赖于入射的平均激光功率而不是峰值激光强度。的非线性行为所示，由于铝的介电性能的吸收辐射和光热变化的加热。超材料吸收体被认为在25 MW/cm 2的大激光强度下具有抗损伤性。
2015-01-02 physics.optics
Sensing with THz metamaterial absorbers
从微波到电磁波谱的光学部分的超材料完美吸收器由于其吸收电磁辐射的能力而被深入研究。超材料对光的完美吸收为面向应用的功能（如高效传感器和发射器）开辟了新的机会。我们提出了一种基于吸收体的太赫兹频率传感方案，并讨论了优化设计，以实现高频率和幅度的灵敏度。作为传感器的理想超材料吸收体的主要优点是吸收体共振频率的灵敏偏移以及共振振幅的急剧变化，这是由于分析物与处于共振理想吸收频率的电场和磁场的强相互作用。我们比较了完美的超材料吸收体的传感性能与其互补的结构设计和平面超表面具有相同的结构。对于这里的吸收体传感器获得的最佳FoM值是2.67，我们发现其显著高于相同的平面超材料谐振器设计。我们进一步表明，传感器的灵敏度取决于分析物的厚度与获得的最佳灵敏度值接近λ/4 n的厚度，λ是自由空间共振波长和n是分析物的折射率。由于几种材料在太赫兹频率下具有独特的光谱特征，因此超材料吸收体作为太赫兹光谱域中的传感器的应用将具有巨大的意义。
2014-08-16 physics.optics
Plasmonic and Metamaterial Structures as Electromagnetic Absorbers
电磁吸振器在许多领域受到越来越多的关注。一系列的等离子体和超材料结构可以作为有效的窄带吸收器，由于激发等离子体或光子共振，提供了一个巨大的潜力，在设计选择性的热发射器，生物传感等应用在其他应用，如太阳能收获和光子检测，光吸收器的带宽要求是相当宽的。在这样的背景下，人们提出了多种宽带/多带吸收机制，如多共振混合、激发相位共振、利用各向异性材料减慢光的传播速度、采用高损耗材料等。
2014-04-23 physics.optics
A reinterpretation of the metamaterial perfect absorber
基于光栅理论，提出了一种简单的超材料理想吸收体（MPA）的处理方法。我们分析证明，MPA的条件需要存在两个电流，这是几乎不同的相位，几乎相同的振幅，类似于磁偶极子。此外，我们表明，非零阶布拉格模式内的MPA可能会消耗电磁能量显着。
2013-01-28 physics.optics
Wide-angle infrared absorber based on negative index plasmonic metamaterial
描述了一种基于超材料的红外辐射广角吸收器的制造方法。该技术基于各向异性的完美阻抗匹配负折射率材料（PIMNIM）。分析表明，在所有三个维度PIMNIM的子波长使吸收接近100%的入射角高达$45°$的法线。提出了基于等离子体超材料的这种频率可调谐PIMNIM的具体实现。介绍了在红外成像和相干热源中的应用。
2009-01-13 physics.optics
Switchable metamaterial reflector/absorber for different polarized electromagnetic waves
我们展示了一个可控的电磁波反射器/吸收器的不同极化与超材料涉及电磁谐振结构耦合二极管。通过在不同的电压下偏置来接通和关断二极管，我们能够在特定偏振入射波的几乎全反射和全吸收之间切换结构。通过布置正交取向的谐振单元，超材料可以通过选择性地偏置对应的二极管来对不同的极化波做出反应。数值模拟和微波测量都验证了该方法的有效性。
2010-10-21 physics.optics
Coherent perfect absorber and laser in purely imaginary conjugate metamaterials
共轭超材料是指介电常数和磁导率互为复共轭的材料，它同时具有损耗和增益的特性。通过采用共轭超材料与一个纯粹的想象的形式，我们提出了一种机制，实现相干完美吸收体（CPA）和激光模式，这已被广泛研究的宇称时间对称系统。此外，获得CPA和激光模式，包括同时获得它们的一般条件，通过分析纯虚共轭超材料制成的平板的波散射特性被揭示。具体地说，在具有次单位有效折射率的纯虚共轭超材料平板中，可以实现对来自空气的入射波的完美吸收。
2017-08-07 physics.optics
A metamaterial frequency-selective super-absorber that has absorbing cross section significantly bigger than the geometric cross section
利用变换光学的思想，我们提出了一种超材料装置，作为一个频率选择性的超吸收器，它包括一个吸收芯材料与各向同性双负超材料的外壳涂层。对于固定的体积，超吸收体的吸收截面可以在一个频率处任意大。双负壳层对高阶柱面波的倏逝波尾部起到放大作用，引起强烈的散射和吸收。我们的结论得到了解析Mie理论和数值有限元模拟的支持。这种设备的有趣的应用进行了讨论。
2008-11-05 physics.optics
Metamaterial Perfect Absorber Analyzed by a Meta-cavity Model Consisting of Multilayer Metasurfaces
我们证明了超材料理想吸收体的行为是一个元腔之间的谐振超表面和金属薄膜反射器的限制。理想的吸收是通过法布里-珀罗腔谐振通过谐振腔的“准开放”边界和反射器的“封闭”边界之间的多次反射来实现的。该模型能很好地解释薄膜的角度无关性、超薄厚度和强场局域化等特性。利用该模型，超材料理想吸收体可以被重新定义为具有高Q值、强场增强和极高光子态密度的超材料腔，从而有望在高性能传感器、红外光电探测器和腔量子电动力学器件等方面获得新的应用。
2017-05-07 physics.optics
Quasi-analytical solutions of wide-angle and broadband insulator-metal grating-metal metamaterial absorber in visible to near-infrared bands
超材料吸收器将太阳辐射转换成热，用于热电发电机和太阳能热光电转换。超材料吸收器通常由绝缘体层分隔的金属部件组成，绝缘体层不允许通过直接热传导进行总热提取。在这里，我们提出了广角和宽带超材料吸收器，包括绝缘体层，金属光栅和金属背板（IMM），允许通过直接热传导的总热提取。我们已经制定了准解析解（QANS）的IMM吸收应用耦合模分析与新技术考虑有限的金属介电常数。QANS与时域有限差分（FDTD）模拟一致。我们发现，由钨和银金属制成的IMM吸收剂在400- 1，200 nm波长范围内的平均吸光度分别最好和最差。最佳的IMM吸收剂显示最佳的平均吸光度为96.2%。这种宽带吸收是由对入射角不敏感的绝缘体-金属波导谐振和狭缝波导谐振激发的。在0-66 °入射角范围内，平均吸光度大于90.0%。通过使用具有工程超晶格的金属棒阵列，可以增强IMM吸收器的性能。
2017-07-20 physics.optics
Graphene-based extremely wide-angle tunable metamaterial absorber
我们研究了基于石墨烯的各向异性超材料结构的吸收特性，其中超材料层具有对应于近零介电常数的电磁响应。我们发现，通过分析和数值研究，近完美的吸收出现在一个异常广泛的光束入射角。由于石墨烯的存在，吸收可通过栅极电压调节，从而提供能量传输的动态控制。我们发现，这种强烈增强的吸收是由于光与沿石墨烯/超材料混合物传播的快速波模之间的耦合而产生的。
2016-08-24 physics.optics
A perfect absorber made of a graphene micro-ribbon metamaterial
基于超材料的完美吸收体有许多应用前景。完全吸收的特征在于透射和反射的完全抑制以及吸收性元原子对入射能量的完全耗散。特定的吸收光谱通常被分配给体相介质，并用作相应材料的特征。在这里，我们展示了如何使用石墨烯薄片作为完美吸收体的构建块。然后，吸收元原子仅由放置在离金属接地板适当距离处的分子单层组成。我们表明，这种设备的功能是直观和正确的解释的法布里-珀罗模型。
2012-11-13 physics.optics
Multilayer metamaterial absorbers inspired by perfectly matched layers
我们推导出具有类似于完全匹配层（PML）的有效单轴特性的周期性多层吸收体。这种PML的近似表示是基于有效介质理论，我们称之为有效介质PML（EM-PML）。我们比较的空间反射光谱的分层吸收的PML材料，并表明，在忽略增益和磁性能，吸收器仍然功能。这开辟了一条路线，以创建电磁吸收器的真实，而不仅仅是数值应用，作为一个例子，我们介绍了一个分层的吸收器的波长$8$ ~ $μ$ m的SiO $_2$和NaCl。我们还表明，类似的圆柱形的核壳纳米结构来自平面多层也表现出非常好的吸收和反射性能，尽管不同的几何形状。
2014-06-07 physics.optics
Impact of resonator geometry and its coupling with ground plane on ultrathin metamaterial perfect absorbers
我们研究了谐振腔的几何形状及其与地平面的耦合对超材料理想吸收体性能的影响。以交叉谐振器为例，我们发现通过改变谐振器的几何尺寸可以进一步减小吸收体的厚度。数值模拟和理论计算表明，多次反射的相消干涉是近单位吸收的主要原因。谐振器阵列和接地平面之间的近场耦合可能是显著的。当考虑这种耦合时，使用干涉模型计算的理论结果与实验和数值模拟非常一致。
2012-07-02 physics.optics
A simple metamaterial absorber associated with Fano-like resonance
提出了一种简单的超材料吸收体，其适于在与Fano类谐振相关联的大面积上制造。所提出的设计的超材料吸收体由硅衬底上的光致抗蚀剂盘阵列组成，然后在结构的顶部沉积三层Au、ZnS和Au。由于三层，在衬底和光致抗蚀剂盘顶部上的金层之间形成空腔，并且在衬底上的金层和ZnS层本身之间的ZnS层中形成波导。由于腔模和导模共振的干涉以及伍兹反常，产生了类法诺共振。腔模共振作为连续模工作，而导模共振和Woods异常作为离散模工作。共振的光谱位置可以通过仅控制三层的厚度来调谐，而不是如常规超材料吸收器中通常所做的那样对微米和纳米结构的结构尺寸和形状进行修改。这种设计可以容易地按比例缩放以用于大面积上的制造，因为它将结构化和沉积工艺分开并使它们顺序进行，从而避免了常规超材料处理通常需要的昂贵且复杂的剥离或蚀刻工艺。
2019-04-06 physics.optics
Polarization modulation by tunable electromagnetic metamaterial reflector/absorber
提出了一种利用可调谐超材料反射/吸收器反射电磁波的偏振调制方案。通过构造由二极管耦合的谐振单元的超材料，我们证明了正交偏振入射波的电磁反射可以通过调节相应二极管上的偏置电压来独立地调谐。由于这一特性，反射的电磁波可以被电控制成在谐振频率处具有从0 °到90 °的连续可调方位角的线偏振，或者在离开谐振频率时具有可调主轴方位角的椭圆偏振。通过数值模拟和微波波段的实验测量，验证了所提出的性质，这使我们能够灵活地电调制电磁波的偏振态。
2010-10-21 physics.optics
High-performance THz metamaterial absorber
我们展示了一种超宽带、偏振不敏感和宽角度的超材料吸收器，用于太赫兹（THz）频率，使用由金属-介质多层复合材料制成的截棱锥单元结构阵列。在我们的设计中，每个子层作为一个有效的波导行为是逐渐修改其横向宽度，以实现宽带响应，通过有效地拼接在一起的不同波导模式的谐振带。实验上，总厚度为21 μ m的五层样品在0.7 ~ 2.3THz范围内，最大测量角为40°时，吸收率可达80%以上。我们的器件的半峰全吸收宽度（FWHM）约为127%，大于先前报道的THz频率。我们的吸收体设计具有很高的实际可行性，可以很容易地与半导体技术集成，使高效率的THz导向器件。
2014-05-30 physics.optics
Large-area, wide-angle, spectrally selective plasmonic absorber
一个简单的超材料为基础的广角等离子体吸收体的介绍，制造，并使用角度分辨红外光谱实验表征。超材料是通过纳米压印光刻法制备的，这是一种用于制造大面积样品的有吸引力的低成本技术。超材料阻抗与真空阻抗的匹配是观测到的红外线光谱选择性“完美”吸收的原因。在单共振近似下理论计算了阻抗，并将负责任的共振确定为短程表面等离子体。实验表明，吸收峰的光谱位置（高达95%）由超材料的尺寸控制。从理论上解释了“完美”吸收的持久性与可变的超材料参数。吸收体的广角性质可用于表现出光谱选择性吸收/发射率的亚衍射尺度红外像素。
2011-04-15 physics.optics
A Perfect Terahertz Metamaterial Absorber
设计了一种在太赫兹波段具有近单位吸收率的吸收材料。吸收体的单元结构由两个分别耦合到电场和磁场的超材料谐振器组成。该结构允许我们通过改变介电材料和厚度以及有效介电常数和磁导率来最大化吸收。
2015-08-05 physics.ins-det physics.optics
A detailed study on novel metamaterial absorber at WR3 band
30至300 GHz的频带，被称为毫米波段，与6 GHz以下的频带相比，提供100倍的带宽。在这项研究中，我们提出了一种新的设计，它作为一个近单位吸收器在258 GHz或0.258太赫兹的Y偏振和292 GHz或0.292太赫兹的X偏振。该研究还包括在X和Y偏振的谐振频率，这使我们能够使用相同的设计与修改后的参数，以获得在205至345 GHz的频率接近单位吸收率的参数变化的影响。此外，我们还讨论了更高的频率模式，特别是出现在Y偏振和改变设计的内部平方尺寸。
2022-03-29 physics.optics
Progress in Water-Based Metamaterial Absorber: A Review
微波超宽带超材料吸波材料因其良好的应用前景而受到越来越多的关注。虽然迄今为止开发的大多数微波超宽带超材料吸收器基于金属谐振结构，但色散介电水基超材料为构造偏振和角度不敏感的超宽带吸收开辟了一条更简单和更通用的路线。本文综述了近年来水基超材料吸收体的研究进展，阐述了其实现超宽带、可调谐和多功能吸收的机理。最后，展望了其未来的发展方向和潜在的应用前景.
2021-12-25 physics.app-ph physics.optics
Resonant metamaterial absorbers for infrared spectral filtering: quasimodal analysis, design, fabrication and characterization
本文对金属-绝缘体-金属（MIM）基超材料在远红外波段的模态进行了分析。这些结构可以用作共振反射带切光谱滤波器，其独立于偏振和入射方向，因为准模式（与复频率相关联的模式）的激发导致准全吸收。我们制作了大面积的样品上的Si/Cr层沉积在硅衬底上的铬纳米棒光栅和测量傅里叶变换分光光度法显示出良好的协议与有限元模拟。准模态展开方法的开发，以获得降阶模型，适合非常好的全波模拟，并突出了激发条件的模式。
2014-02-03 physics.optics
Design of Metamaterial Surfaces with Broad-band Absorbance
介绍了一种制作宽带超薄等离子体激元吸收体的简单设计范例。吸收体的晶胞由各种尺寸的子单元组成，导致在多个相邻频率下接近100%的吸收率和在宽频率范围内的高吸收率。本文提出了一种设计宽带吸波材料的简单理论模型。它使用单共振模型来描述每个子单元的光学响应，并采用串联电路模型来预测整体响应。电路模型的有效性依赖于表面等离子体激元的短传播长度。
2011-09-26 physics.optics
Characterization of Surface Electromagnetic Waves and Scattering on Infrared Metamaterial Absorbers
我们首次报告了红外超材料吸收体（MMA）表面所有可能的光物质相互作用的完整实验和计算研究。两个渠道的能量耗散-漫散射和产生的表面电磁波-量化的镜面吸收的影响。漫散射被发现在吸收过程中发挥可忽略不计的滚动，至少对于波长大于周期性的单元电池。相反，发现在MMA的工作波长（即λ_0）和更短的波长下，对于横向磁（TM）偏振光产生表面电磁波。计算结果表明，在TM偏振态下，高损耗的表面电磁波在λ_0处产生，这是TM偏振态吸收具有良好的角度依赖性的原因。实验结果支持全波三维电磁和本征模模拟。
2012-12-12 physics.optics
Interference theory of metamaterial perfect absorbers
超材料理想吸波体的阻抗匹配依赖于磁共振响应，其直接证据是金属结构中表面电流的反平行方向。在这里，我们提出了一个不同的理论解释的基础上的干扰，这表明，在超材料吸收器中的两层金属结构只通过多次反射与可忽略的近场相互作用或磁共振。这进一步得到了通过多次反射和叠加在谐振器阵列和接地平面的界面处导出的异相表面电流的支持。这里开发的理论解释了在窄带超材料吸收器中观察到的所有特征，因此提供了对底层物理的深刻理解。
2011-12-21 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Terahertz Saturable Absorption in Superconducting Metamaterials
提出了一种超材料可饱和吸收体。该吸收体由100 nm YBaCu 3 O 7（YBCO）薄膜刻蚀而成的开口环谐振器（SRR）阵列组成。聚酰亚胺间隔层和金接地层沉积在SRR上方，形成反射完美的吸收体。温度或入射电场（E）的增加降低了超导冷凝密度和相应的SRR的动力学电感。这改变了超材料中的阻抗匹配，降低了峰值吸收。在低电场条件下，在T= 10 K时吸收率接近80%，在T= 70 K时吸收率下降到20%。对于E= 40 kV/cm和T= 10 K，峰值吸收为70%，在200 kV/cm处降低至40%，对应于43%的调制。
2016-01-12 physics.optics
Application of metasurface description for multilayered metamaterials and an alternative theory for metamaterial perfect absorber
我们分析了单一和多层的超材料建模每一层作为一个元表面与有效的表面电和磁化率通过薄膜近似。采用传输矩阵方法，这些超表面可以组装成多层超材料，以实现某些功能。我们数值证明，这种方法提供了一种替代的解释超材料为基础的完美吸收，显示的基本机制是一个修改后的法布里-珀罗共振。该方法提供了一种适用于解耦或弱耦合多层超材料的通用方法。
2011-11-01 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
Nonlinear terahertz devices utilizing semiconducting plasmonic metamaterials
响应性超材料的发展使得能够实现能够操纵光的振幅、偏振、波矢量和频率的紧凑可调谐光子器件。将半导体集成到金属谐振器的有源区中是通过半导体载流子密度的光电控制来创建非线性超材料的经验证的方法。无金属亚波长谐振半导体结构提供了一种替代方法来创建动态超材料。我们目前的InAs等离子体磁盘阵列作为一个可行的共振超材料在太赫兹频率。重要的是，InAs等离子体激元盘表现出由电场诱导的谷间散射引起的强非线性响应，导致载流子迁移率降低，从而抑制等离子体激元响应。我们展示了非线性完美的吸收器配置为光学限制器或饱和吸收器，包括灵活的非线性吸收器通过将磁盘转移到聚酰亚胺薄膜。非线性等离子体超材料显示出在超快THz光学和敏感电磁器件的被动保护方面的潜力。
2015-08-13 physics.optics
Inverse design of ultrathin metamaterial absorber
提出基于伴随优化的逆向设计方法，融合超材料超薄与 Salisbury 屏角度不敏感优势，设计出薄至 lambda/20 的吸收体，在 7.5 GHz 及斜入射下保持高吸收，计算量较粒子群优化减少约 98%。
2025-04-21 physics.optics
Ultra-broadband Microwave Metamaterial Absorber
提出了一种微波超宽带极化无关超材料吸收体。它是由金属-介电多层四角截头棱锥的周期性阵列。这些金字塔在多个频率处具有共振吸收模式，其中重叠导致入射波在超宽光谱带上的总吸收。在7.8-14.7GHz频率范围内，垂直入射时的实验吸收率均在90%以上，入射角小于60 °时吸收率保持较大。实验结果与数值模拟结果吻合较好。
2011-12-30 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Liquid Crystal Tunable Metamaterial Perfect Absorber
我们目前的实验演示电子可调超材料完美吸收器在太赫兹制度。通过将有源液晶结合到超材料单元内的关键位置，我们能够在2.62 THz下将吸收修改30%，并将谐振吸收调谐到4%以上的带宽。数值全波模拟与实验结果吻合良好，并阐明了基本机制，即同时调谐电和磁响应，以保持共振吸收。这些结果表明，表面的基本光相互作用可以通过全电子手段进行动态控制，并为实现新的应用提供了一条前进的道路。
2012-06-19 cond-mat.other physics.optics
Near-Perfect Broadband Infrared Metamaterial Absorber Utilizing Nickel
我们提出了一种薄的，紧凑的，宽带的，偏振和角度不敏感的超材料吸收器的基础上的钨反射器，硅间隔和顶部图案组成的双方形的环形谐振器，利用镍（Ni）。在深亚波长结构中，从3.52 μm到8.32 μm，可以获得约4.8 μm的高吸收带宽（80%以上），对应于约81%的相对带宽。这里，宽带吸收的物理起源与用作矩形纳米天线的顶部图案内侧和外侧的低Q因子偶极模式相关联。由于结构的对称性，该吸收体在相对较宽的TE和TM偏振范围内表现出良好的入射角容限。利用本构有效介质理论反演了镍基吸波材料的有效参数，并比较了有效介质和异向介质的吸波特性。
2020-07-30 physics.app-ph physics.optics
Graphene-Enabled Terahertz Metamaterial Absorber for Ultra-Wide Refractive Index Sensing
本研究提出一种石墨烯辅助太赫兹超材料吸收器，通过带辅助开口的SRR单元实现高吸收、宽角度与偏振不敏感特性，在宽折射率范围内具备高灵敏度，可用于多类物质及无标记生物传感。
2025-11-17 physics.optics
Quantitative exploration of the absorber behavior of metal-insulator-metal metamaterials within terahertz via an asymmetric peak model
太赫兹（THz）超材料由于其独特的吸收体而被开发用于THz传感、探测、成像和许多其他功能。然而，异常的吸收光谱随着入射角的不同而变化。因此，我们设计并制作了一个具有金属-绝缘体-金属（MIM）结构超材料吸收体的焦平面阵列。利用太赫兹时域光谱仪（THz-TDS）测量了入射角为20 ° ~ 60 °时的吸收光谱，实验结果表明吸收光谱随入射角的变化而变化。在这项研究中，开发了一个基本的分析非对称峰模型提取吸收频率特性，定量地探讨这种变化的吸收器的行为与入射角。最好的结果是，对应于最高吸收的频率可以很容易地找到使用这个峰值模型。实验数据与非对称峰模型的验证一致。此外，第二个模型定量相关的入射角的参数被发现，允许预测的吸收光谱的位移和变化。基于二次模型的推导，预测了在特定入射角下的吸收光谱具有谷型吸收曲线。所提出的提取方法的基本特征是，它可以应用于任何基于物理的MIM超材料系统。这样的模型将指导太赫兹超材料吸收器，传感器，成像器和许多其他的设计和优化。
2022-02-25 physics.app-ph physics.optics
Ultra-wideband THz/IR Metamaterial Absorber based on Doped Silicon
基于超材料的吸收体在太赫兹（THz）范围内得到了广泛的研究，其性能不断提高。在本文中，我们提出了一种基于掺杂硅的全介质太赫兹吸收体。该单元电池由一个硅交叉谐振器与内部十字形空气腔。数值结果表明，该吸收体可以从太赫兹到中红外工作，在0.6和10太赫兹之间具有>95%的平均功率吸收。使用太赫兹时域光谱的实验结果显示出良好的协议与模拟。宽带反射的基本机制归因于由硅谐振器和衬底中的体吸收形成的多个腔模式的组合效应，如模拟场图案所证实的。这种超宽带吸收是偏振不敏感的，并且可以在很宽的入射角范围内工作。所提出的吸收体可以容易地集成到基于硅的平台中，并且预计将用于传感、成像、能量收集和无线通信系统。
2018-09-26 physics.app-ph physics.optics
Broadband tunable mid-infrared absorber based on conductive strip-like meta-atom elements
研究了一种由薄金属条组成的超材料作为中红外波段的宽带吸收体。在这里，各个元件的介电和几何特性之间的匹配对于确保高吸收至关重要。详细的理论分析的基础上的电偶极子近似进行表征的吸收和散射特性的单个单元电池和结果被用来设计的超材料组成的这种配置。条形元件的吸收截面可以超过其纵向几何截面面积的17倍。结果表明，镍基金属-绝缘体-金属（MIM）超材料结构的吸收率可以超过90%，在约8.2 - 18 μ m的光谱。宽带吸收与带的低Q因子偶极模的激发相关联。这种吸收体表现出良好的偏振和入射角的横向电场（TE）波的宽容。吸收光谱可以通过改变单个元件参数来调节。
2022-05-21 physics.optics
A Tunable Terahertz Metamaterial Perfect Absorber Based on Vanadium Dioxide
本文设计了一种基于VO2的可调谐太赫兹超材料完美吸收体，并通过三维FDTD仿真验证其在1–12 THz内具有三个偏振不敏感、随VO2电导率调谐且可容忍6度入射角的共振吸收峰。
2024-01-26 physics.app-ph physics.optics
Wafer-level substrate-free low-stress silicon nitride platform for THz metadevices and monolithically integrated narrowband metamaterial absorbers
太赫兹（THz）晶圆级元器件的实现对于推进应用科学至关重要，包括（I）集成焦平面阵列，可用于生物学成像和（II）集成窄带吸收体用于高光谱分辨率THz光谱学。太赫兹超材料的发展已经取得了实质性的进展，然而，晶圆级低应力太赫兹元器件平台仍然是一个挑战。本文实验演示了一个无衬底的太赫兹元器件平台，采用工程富硅和低应力氮化硅（SiNx）薄膜，实现了广泛的太赫兹透明度高达f = 2.5太赫兹。首次从洛伦兹模型出发，提出了一种新的解析模型，该模型可以准确预测金属-绝缘体-金属（MIM）超材料吸收体的光谱响应。该模型在太赫兹范围内进行了实验验证，并利用太赫兹吸收剂的第一次演示，表现出接近预测结果的性能。我们的研究结果表明，晶圆级SiNx平台将加速大规模，复杂的无衬底太赫兹元器件的发展。Lorentz模型及其二次模型将是设计THz元器件的一种非常实用的方法。
2022-10-18 physics.app-ph physics.optics
Material-structure integrated design for ultra-broadband microwave metamaterial absorber
提出了一种基于遗传算法和仿真平台相结合的介质超材料宽带吸收材料-结构一体化设计方法。通过数值模拟和实验研究，实现了一种具有5.3 ~ 18 GHz超宽带吸收（相对带宽高达109%）的多层超材料吸收体。此外，仿真结果表明，所提出的超材料具有良好的入射角和偏振容忍度，这也是实际应用的重要标准。通过理论计算和数值模拟研究其工作原理，发现四分之一波长干涉相消、欺骗表面等离子体激元模式、介质谐振模式和光栅模式等多种谐振模式的融合是产生超宽带吸收的主要原因。通过对材料和结构各自贡献的分析表明，材料和结构在激发不同的共振模式中起着不可或缺的作用，材料和结构的和谐是提供理想目标性能的必要条件。材料-结构一体化设计思想突出了材料与结构耦合的优越性，为介质超材料提供了一种有效的综合优化策略。
2021-07-20 physics.app-ph physics.optics
Universal metamaterial absorbe
我们提出了一种通用吸收器的设计，其特征在于可以从可见光调谐到微波频率的谐振频率，独立于所涉及的金属和金属的选择。在共振条件下，对于所有偏振态的光和很宽的孔径角，都有高达99.8%的几乎共振的完美吸收。这些性质源自磁性法布里-珀罗模式，其被超材料层和反射镜限制在$λ/100$厚度的电介质间隔物中。一个通过纳米狭缝的巨大漏斗解释了光是如何被困在这个结构中的。简单的比例定律可以用来设计超薄完美的吸收器，无论材料和所需的谐振波长，使我们的设计真正通用。
2016-03-29 physics.optics
Highly-Efficient Selective Metamaterial Absorber for High-Temperature Solar Thermal Energy Harvesting
在这项工作中，超材料选择性太阳能吸收器的纳米结构的钛光栅沉积在一个MgF 2间隔和钨地膜提出和实验证明。所制造的太阳能吸收器的特征在于在UV、可见光和近红外（IR）区域中的正常吸收率高于90%，而中红外发射率为约20%。太阳光谱中的高宽带吸收是通过表面等离子体激元和磁极化子共振的激发实现的，而低中红外发射率是由于金属成分的高反射性质。进一步的定向和偏振反射率测量表明，宽角度和偏振不敏感的太阳光谱内的高吸收。温度依赖性光谱表征表明，在高达350°C的高温下，光学性质几乎没有变化。使用制造的超材料太阳能吸收器的太阳能-热转换效率预计在100°C下为78%，没有光学聚集，或者在400°C下为80%，25个太阳，并且可以在超材料设计期间通过更好的制造工艺和几何优化进一步提高。强光谱选择性、良好的类漫射行为和优异的热稳定性使得超材料选择性吸收器有希望在中高温下显著增强各种系统中的太阳热能收集。
2014-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
A universal electromagnetic energy conversion adapter based on a metamaterial absorber
在超材料吸收体（MA）产生近乎完美的电磁（EM）吸收和发射的基础上，提出了一种基于MA的通用电磁能量转换适配器（UEECA）。通过选择合适的能量转换传感器，UEECA能够在EM能量和各种形式的能量（例如热能、DC电能或高次谐波EM能量）之间实现接近100%的信号传输率。继承的亚波长尺寸和EM场强度增强可以进一步增强UEECA在许多关键应用中的能力，例如能量收集、太阳能电池和非线性光学。UEECA的原理可以通过传输线模型来理解，传输线模型进一步提供了一种可以结合各种能量转换设备的设计策略。通过选择射频二极管作为能量转换传感器，在微波频率下以96%的信号传输率对该概念进行了实验验证。
2013-12-03 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Printable Nanoscopic Metamaterial Absorbers and Images with Diffraction-Limited Resolution
具有极端特征分辨率的功能超材料的制造找到了许多应用，例如表面/光相互作用的广泛领域。这种结构的非平面特征可以显着提高其性能和可调谐性，但其容易生成仍然是一个挑战。在这里，我们表明，精心设计的平面外纳米柱由金属-介电复合材料集成在金属-介电-纳米复合材料配置中制成，可以非常有效地吸收宽带光。我们进一步证明，电流体动力印刷在一个快速的nanodripping模式，是能够产生精确的出平面森林的这种复合纳米柱与沉积分辨率在平面和非平面基板上的衍射极限。印刷材料的纳米复合材料性质允许通过简单地调整柱高度来微调整体可见光吸收，从完全吸收到完全反射。在整个可见光谱范围内几乎完美的吸收（~95%）是通过仅覆盖6%印刷区域的纳米柱森林实现的。通过设计调整各个柱组的高度，我们展示了具有400 nm空间分辨率的显微照片的灰度级的按需控制。这些结果构成了一个重要的一步，在超高分辨率的面外纳米结构的简易制造，重要的是广泛的调色板的光设计应用。纳米结构，对广泛的光设计应用很重要。
2016-09-23 physics.optics
Double tunable metamaterial perfect absorber
本文仿真研究了一种红外双可调超材料吸收器，通过温度控制VO2电导率（200 S/m至2*105 S/m）连续调节吸收峰强度，并利用横向电场使PZT压电结构弯曲以精确改变吸收器形状和吸收峰。
2024-01-07 physics.app-ph physics.optics
Ultra-broadband strong light absorption based on thin multilayered metamaterials
光吸收在许多研究领域中起着重要的作用。在这里，我们提出并证明了一个薄的超宽带强光吸收器组成的周期性锥形阵列的金基板上。
2014-06-10 physics.optics
Tungsten based Anisotropic Metamaterial as an Ultra-broadband Absorber
被困彩虹效应主要被发现在锥形各向异性异向介质（异向介质）制成的低损耗贵金属，如金，银等，在这项工作中，我们证明了各向异性MM波导制成的高损耗金属钨也可以支持类似的被困彩虹效应的贵金属为基础的结构。我们从理论上表明，钨/锗各向异性纳米锥阵列放置在反射基板的顶部可以吸收光的波长范围从0.3微米到9微米，平均吸收效率接近98%。结果表明，在大于2 μ m的波长范围内，多阶慢光共振模的激发是有效吸收的主要原因，而在较短波长范围内，锥形有耗材料的减反射效应则是近完美吸收的主要原因。吸收光谱在约4.2微米处遭受小的下降，其中一阶和二阶慢光模式重叠，但是如果在长波长范围处的吸收带边缘减小到5微米，则可以消除该下降。参数研究表明，纳米锥的吸收带宽主要取决于钨的填充率和锥底直径，相邻纳米锥之间的相互作用很弱。我们的建议在太阳能收集和热发射器领域有一些潜在的应用。
2016-10-29 physics.optics
Design and fabrication guide for a new metamaterial as an absorber of visible light with exceptionally high absorption efficiency
我们提出了一个指导的CMOS兼容的超材料微结构的设计和制造的可见光的吸收器具有非常高的吸收效率（~98%），波长为400 nm-700 nm。采用基于COMSOL multyphysics软件的有限元法对微结构的结构参数进行了优化。该结构的优化的2D晶胞由4um × 160nm TiN基片和覆盖有70nm厚的二氧化硅（SiO2）的玻璃衬底组成。在SiO2上沉积氮化钛（TiN）带的周期性结构（每个带90 nm厚和2微米宽）。这些带覆盖有40 nm厚的高温介电二氧化铪（HfO2）层，周期为4微米。该单元沿另一维度对称，并沿水平方向周期性地重复。此外，尽管这种微结构针对可见光光谱进行了优化，但其在400 nm至1200 nm的波长光谱上也显示出几乎相似的吸收，约96%的积分吸收。这项调查表明，模拟和实验结果之间的良好协议。
2023-02-27 physics.app-ph physics.optics
Temporal metamaterials with passive switching as impedance-matched absorbers
Koç University（科奇大学）
本文提出了一种具有被动开关的时域超材料，通过有效介质理论实现宽频带吸收，其性能超越Rozanov界限，并通过仿真验证了其作为一维完美匹配层的潜力。
2026-09-01 physics.app-ph physics.optics
Design and Optimization of a Metamaterial Absorber for Solar Energy Harvesting in the THz Frequency Range
本文设计并优化了一种基于金、二氧化钒和二氧化硅的三层超材料吸收器，在2.414–5.417 THz宽带范围内实现超过90%的高效、偏振不敏感太阳能吸收。
2025-07-17 cs.SY eess.SY physics.optics
Design and Analysis of a Vanadium Dioxide-Based Ultra-Broadband Terahertz Metamaterial Absorber
本文设计并分析了一种基于VO2的超宽带太赫兹超材料吸收体，利用VO2相变实现动态调控，平均吸收率达98.15%，带宽5.38 THz，具有偏振不敏感和结构简单的优势。
2025-08-07 cs.SY eess.SY physics.app-ph
Machine-learning designed smart coating: temperature-dependent self-adaptation between a solar absorber and a radiative cooler
本文利用机器学习优化含相变材料的多层超材料结构，使其可随温度在太阳能吸收与辐射冷却模式间自适应切换，从而推动智能热管理超材料发展并助力减碳。
2024-07-02 physics.app-ph physics.optics
