单晶硅介质可调超构表面的设计

发布时间：2024-03-31 03:13

　　超构表面是由人工制备的亚波长基本结构单元周期排列而成,能够对入射电磁波的相位、振幅、偏振进行调控。在早期的研究中,基于金属的等离子激元超构表面是主要的研究方向,并得到了广泛的应用。然而金属在可见光和红外波段的欧姆损耗较高,因此科研人员逐渐将注意力转移到介质超构表面。由于介质材料在可见光和红外波段损耗极小,折射率高,并且可以与广泛应用的CMOS技术兼容,因而广泛应用于超构表面。进一步地,利用制备超构表面材料的某些性质,可以增加控制超构表面的维度,使得超构表面能够更好的控制电磁波,这种超构表面称之为可调超构表面。因此,利用电介质材料制备可调超构表面能够实现低欧姆损、对可见光多个维度调控的光电子芯片。这对于将集成的光电子芯片在可见光波段实现高效调控具有重要意义。本文基于电磁感应透明(EIT)共振原理,设计了在可见光区域工作的单晶硅介质超构表面。本文实验材料选择目前制备技术较成熟的单晶硅作为制备材料。利用基于有限元法的模拟仿真软件对设计的单晶硅介质超构表面进行模拟,得到具有EIT现象的介质超构表面。并通过研究超构表面基本结构单元几何参数对超构表面的影响,得到超构表面光学性能变化规律。利用微纳制...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及研究的目的与意义
    1.2 可调超构表面简介
        1.2.1 超构表面发展历史
        1.2.2 可调超构表面定义与应用
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 机械可调超构表面研究现状
        1.3.2 热可调超构表面研究现状
        1.3.3 电可调超构表面研究现状
        1.3.4 光可调超构表面研究现状
        1.3.5 国内外研究现状总结分析
    1.4 本文主要研究内容
第2章 介质超构表面设计与实验原理
    2.1 引言
    2.2 介质超构表面设计原理
        2.2.1 Fano共振
        2.2.2 EIT现象
        2.2.3 Fano共振与EIT现象关系
    2.3 介质超构表面材料的选择
    2.4 仿真原理及方法
    2.5 本章小结
第3章 单晶硅介质超构表面的研究
    3.1 引言
    3.2 介质超构表面基本结构单元仿真
        3.2.1 单晶硅超构表面模型的建立及仿真
        3.2.2 不同相硅对EIT现象的影响
        3.2.3 几何尺寸对单晶硅超构表面的影响
    3.3 单晶硅介质超构表面的制备
        3.3.1 转移硅薄膜
        3.3.2 制备超构表面结构
    3.4 单晶硅介质超构表面的测量
    3.5 本章小结
第4章 可调超构表面的设计与研究
    4.1 引言
    4.2 机械可调超构表面设计与研究
        4.2.1 机械可调超构表面设计原理
        4.2.2 机械可调超构表面模拟仿真
    4.3 热可调超构表面设计与研究
        4.3.1 热可调超构表面设计原理
        4.3.2 热可调超构表面模拟仿真
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3943362