江孝伟 武华

1) (衢州职业技术学院信息工程学院, 衢州 324000)

2) (赣南师范大学物理与电子信息学院, 赣州 341000)

3) (北京工业大学, 光电子技术教育部重点实验室, 北京 100124)

1 引 言

超材料完美吸收器(metamaterial perfect absorber, MPA)自2008 年被Landy 等[1]提出后, 逐渐引起人们的关注.相比于传统的电磁波吸收器,MPA 具有超高吸收效率、结构紧凑、质量轻等优点[2,3], 因此逐渐被用于生物成像、材料探测、污染诊断、医学光谱学等领域[4,5].随着人们对MPA 的深入研究, 已设计和制备出具有多种不同功能的MPA, 并且MPA 的吸收光谱已不仅在微波波段和太赫兹波段[6,7], 甚至已经覆盖到可见光波段[8].

随着应用设备朝着集成化、便携化的方向发展, 人们对MPA 的要求也随之增加, 不仅要求MPA 在不同的光频有高吸收效率, 而且还要求能控制MPA 的吸收波长和吸收效率.之前已经有许多课题组提出不同的方法实现吸收波长、吸收效率的控制, 不过这些方法都是通过改变MPA 的结构或者改变MPA 周围介质材料来实现MPA 吸收效率和吸收波长的控制.如将液晶材料、微流体置于MPA 上[9,10], 或利用微机械系统改变MPA 的结构[11].但是通过液晶或者微机械系统等方法实现MPA 吸收特性控制, 在增加器件制备难度的同时还会增大MPA 的体积.

近几年, 由于二氧化钒(VO2)光学、电学性能突出, 并且可通过热致相变、电致相变等激励手段实现其半导体与金属之间的可逆相变, 因此逐渐引起人们的关注.经测试发现VO2的相变温度在68 ℃,相变后其会从高透射率的半导体状态变为高反射率的金……