Demonstração experimental de transparência induzida eletromagneticamente em um metamaterial flexível acoplado condutivamente com folha de alumínio barata

Resumo

Nós propomos um metamaterial metálico terahertz acoplado condutivamente exibindo um análogo de transparência induzida eletromagneticamente (EIT), no qual as antenas de modo claro e escuro interagem através de correntes de superfície ao invés de acoplamento de campo próximo. A folha de alumínio, que é muito barata e freqüentemente usada em embalagens de alimentos, é usada para fabricar nossos metamateriais. Assim, nossos metamateriais também são metamateriais flexíveis. Em nosso projeto, os ressonadores de barra de alumínio e os ressonadores de anel dividido de alumínio (SRRs) são conectados (em vez de separados) na forma de uma estrutura em forma de garfo. Realizamos uma simulação numérica e um experimento para analisar o mecanismo do metamaterial proposto. A corrente de superfície devido à ressonância LSP (modo brilhante) flui ao longo de caminhos diferentes e uma diferença de potencial é gerada nas lacunas de divisão dos SRRs. Assim, uma ressonância LC (modo escuro) é induzida e o modo claro é suprimido, resultando em EIT. O fenômeno semelhante a EIT exibido pelo metamaterial é induzido por correntes condutoras de superfície, que podem fornecer novas ideias para o projeto de metamateriais EIT. Além disso, o processo de fabricação de microestruturas em substratos flexíveis pode fornecer uma referência para a produção de microestruturas flexíveis no futuro.

Introdução

Metamateriais [1, 2] são compostos artificialmente projetados com estruturas de sub comprimento de onda. Suas propriedades físicas, como a constante dielétrica, permeabilidade e condutividade, podem ser arbitrariamente projetadas alterando a estrutura e o tamanho da rede periódica. Portanto, muitos fenômenos interessantes podem ser realizados adaptando a geometria das células unitárias, com imenso potencial de aplicação como metalenses e regulação da frente de onda relacionada na metassuperfície [3,4,5,6,7,8], meio de índice negativo [9, 10], polarizadores [11, 12], absorvedores de metamateriais [13,14,15] e metadispositivos reconfiguráveis ​​[16]. A combinação de metamateriais e materiais bidimensionais amplia ainda mais o escopo da pesquisa [17,18,19]. Entre eles, o análogo de transparência induzida eletromagneticamente (EIT) exibida por metamateriais é um hotspot de pesquisa.

EIT [20] é um fenômeno da mecânica quântica originalmente observado em sistemas atômicos ou moleculares com base na interferência destrutiva entre as transições conduzidas por dois feixes de laser. EIT torna um meio altamente opaco, transparente sobre uma região espectral estreita devido à falta de absorção, que agora é realizada em estruturas de guia de ondas [21, 22]. Por outro lado, o análogo da EIT também é observado em metamateriais, caracterizado por um pico transparente relativamente estreito em uma ampla região opaca do espectro. Várias ressonâncias podem ocorrer em metamateriais por causa da interação entre as estruturas periódicas e o campo eletromagnético incidente. Além disso, a interferência destrutiva entre as diferentes ressonâncias causa fenômenos do tipo EIT em metamateriais. Muitos pesquisadores estão agora engajados neste tópico, e uma variedade de estruturas foi proposta para realizar esse fenômeno. O atual mecanismo comum de formação de EIT é baseado na interferência destrutiva entre “modos claros” e “modos escuros”. Por exemplo, a oscilação indutiva capacitiva (LC) em ressonadores de anel dividido metálico (SRRs) suprime a ressonância de plasmon de superfície localizada (LSP) em barras metálicas [23,24,25,26]; quadrupolo suprime dipolo em que metamateriais combinados com ressonadores em forma de barra [27,28,29,30] ou ranhuras em forma de barra [31, 32] em diferentes direções; a ressonância magnética em um bloco dielétrico ou um ressonador de anel dielétrico suprime a ressonância elétrica em um ressonador de barra dielétrica [33,34,35]. A interferência destrutiva entre um modo brilhante com um fator de qualidade inferior (fator Q) e um modo brilhante com um fator Q superior (também conhecido como modo quase escuro) também induz um análogo de EIT em metamateriais [36]. Por exemplo, as ressonâncias LC com um fator Q mais alto em SRRs suprimem as ressonâncias LSP com um fator Q mais baixo em ressonadores de anel metálico [37,38,39]; um modo de guia com um fator Q mais alto em uma camada de guia de onda suprime as ressonâncias em uma estrutura periódica acima da camada de guia de onda [40,41,42]. Alguns estudiosos incorporaram substâncias controláveis ​​no projeto para realizar o ajuste totalmente óptico de EIT [43, 44] ou controle eletrônico ativo de EIT [45, 46]. Na maioria dos projetos, particularmente em metamateriais metálicos, as antenas com modos diferentes estão sempre separadas; eles interagem entre si por meio de acoplamento de campo próximo.

Um metal tem uma alta condutividade elétrica na faixa de terahertz. Além disso, uma estrutura de metamaterial metálico é submetida ao plasmon de superfície quando a ressonância é excitada, e uma corrente de condução de superfície é induzida ao mesmo tempo, o que torna possível o acoplamento condutivo [47,48,49]. Aqui, propomos um projeto em que diferentes ressonadores interagem por meio de correntes de superfície. Propomos um metamaterial metálico terahertz acoplado condutivamente, no qual as antenas de modo claro e escuro são conectadas na forma de uma estrutura em forma de garfo para realizar o análogo de EIT.

Métodos / Experimental

A Figura 1 mostra o projeto do metamaterial terahertz acoplado condutivamente proposto. A estrutura é uma matriz periódica em forma de garfo formada pela interconexão de ressonadores de barra de alumínio e SRRs de alumínio.

Esquema do metamaterial EIT terahertz acoplado condutivamente

Os períodos das células unitárias são iguais em ambos os x e y instruções; P _x = P _y =150 μm. O comprimento do SRR quadrado é a =45 μm. A diferença entre os dois SRRs é S =30 μm. A fenda do SRR é g =10 μm. O comprimento da barra de alumínio é L =65 μm. A largura da linha das tiras de alumínio e SRRs é w =8 μm. O substrato é feito de tereftalato de polietileno (PET). Para todas as simulações, simulações de onda completa correspondentes foram realizadas usando CST Microwave Studios (o metal selecionado foi o alumínio com uma condutividade de 3,56 × 10 ⁷ S / m, e a permissividade do substrato PET é de 3,2). A espessura da estrutura de alumínio foi definida para 150 nm na simulação. Assumimos que a luz incidente é uma onda plana se propagando na direção oposta do z -eixo. Os campos elétrico e magnético da luz incidente são polarizados ao longo do y - e x -axes, respectivamente.

Quanto ao experimento, utilizamos o compósito adquirido de um filme PET-alumínio como matéria-prima. Este tipo de folha de alumínio comercial é muito barato e freqüentemente usado em embalagens de alimentos comuns. Litografia (gravação direta a laser) e processos de corrosão úmida foram empregados na fabricação. Em comparação com as tecnologias convencionais de micro / nanofabricação, a técnica de gravação direta a laser oferece várias vantagens distintas, como processamento projetável sem o uso de máscaras, facilidade de integração com determinados dispositivos e viabilidade da capacidade de estruturação 3D [50]. Como o substrato PET é muito macio devido à sua espessura de aproximadamente 20 μm, primeiro adicionamos algum líquido volátil em um substrato de quartzo plano e limpo, depois achatamos o composto de filme PET-alumínio no substrato de quartzo e descarregamos o ar entre o composto material e o substrato de quartzo. Depois que o líquido evapora, o composto plano se fixa firmemente na superfície do substrato de quartzo; isso é conveniente para os processos subsequentes de fotorresiste e fotolitografia spin-on.

Após a fabricação do metamaterial, ele foi cuidadosamente removido do substrato de quartzo para os seguintes testes. A espectroscopia no domínio do tempo Terahertz (THz-TDS) foi então empregada para medir os coeficientes de transmissão complexos das amostras com incidência normal para y -incidência de polarização. O material flexível, mostrado na Fig. 2, é a amostra de metamaterial fabricada, em que a porção intermediária aparentemente transparente é uma matriz periódica de 60 × 80. A imagem microscópica da estrutura acoplada condutivamente fabricada também é mostrada na inserção. O método acima fornece uma referência para a fabricação de microestruturas em um material flexível para realizar um dispositivo flexível.

Amostra fabricada do metamaterial terahertz EIT acoplado condutivamente. A imagem microscópica da estrutura acoplada condutivamente fabricada é mostrada na inserção

Resultados e discussão

A Figura 3 mostra os espectros de frequência simulados e medidos do metamaterial metálico terahertz acoplado condutivamente, indicado usando uma linha sólida preta e uma linha pontilhada azul, respectivamente. Uma imagem microscópica da estrutura também é mostrada ao lado dela. A curva medida e o resultado da simulação estão em boa concordância. O metamaterial fabricado exibe um pico de transmissão em aproximadamente 0,76 THz. O pico de EIT medido está na faixa de aproximadamente 0,15–0,45, que é inferior ao determinado na simulação (0,7). De acordo com a razão da frequência central do pico de transmissão para a largura total na metade do máximo (FWHM), o fator Q do espectro simulado é 17,5, que diminui para aproximadamente 12 no resultado experimental devido à perda e precisão da medição. Por outro lado, para comparar o metamaterial terahertz acoplado condutivamente com estruturas convencionais em que o ressonador de barra metálica e SRRs metálicos interagem via acoplamento de campo próximo, nós fabricamos e testamos uma amostra em que o ressonador de barra é separado dos SRRs. A Figura 3 mostra os espectros de frequência simulados e medidos da estrutura convencional também, indicados por uma linha contínua vermelha e uma linha pontilhada rosa, respectivamente. Para a estrutura separada convencional, nem o fenômeno EIT nem a ressonância ocorrem na faixa de frequência de 0,5–1 THz. Por comparação, descobrimos que o mecanismo de nosso metamaterial EIT condutor é diferente daquele da estrutura separada convencional.

Espectros simulados e medidos do metamaterial terahertz acoplado condutivamente e aqueles do convencional em que o ressonador de barra é separado dos SRRs. As imagens microscópicas das estruturas correspondentes também são mostradas ao lado dela

Embora os resultados experimentais concordem principalmente com os resultados da simulação, existem algumas pequenas diferenças. Analisamos e simulamos os efeitos de diferentes parâmetros nos resultados, conforme mostrado na Fig. 4.

Espectros simulados do metamaterial terahertz condutivamente acoplado com vários parâmetros estruturais de a condutividade do alumínio; b a largura da linha das tiras de alumínio e SRRs; c o comprimento do SRR quadrado; d o comprimento da barra de alumínio

Em primeiro lugar, a estrutura do metamaterial é composta de alumínio. É bem conhecido que a superfície do metal alumínio tende a formar uma película densa de óxido, o que leva à redução da condutividade da estrutura e enfraquece o efeito de acoplamento condutivo da estrutura. O efeito da condutividade no fenômeno de EIT do metamaterial é mostrado na Fig. 4a. À medida que a condutividade diminui (de 3,56 × 10 ⁷ S / ma 3,56 × 10 ⁵ S / m), a amplitude do EIT diminui significativamente e a frequência muda ligeiramente, de 0,76 para 0,72 THz. Além disso, o tamanho dos metamateriais fabricados também foi medido com um microscópio. Verifica-se que existem algumas diferenças entre o tamanho da estrutura fabricada e a configuração dos parâmetros no processo de simulação. Aqui, listamos algumas diferenças óbvias:a largura da linha das tiras de alumínio e SRRs, w , (6,5 ~ 7,5 μm) é mais fino do que o valor projetado (8 μm), e o comprimento do SRR quadrado, a , (43 ~ 41 μm) é menor do que o valor projetado (45 μm), o comprimento da barra de alumínio, L , (61 ~ 62 μm) é mais curto do que o valor projetado (65 μm). As influências de w , a e L no efeito EIT são mostrados na Fig. 4b, c respectivamente. Conforme mostrado na Fig. 4b, como o w diminui, a frequência do fenômeno EIT diminui. Já que o parâmetro w envolve os SSRs e a estrutura da barra de metal, a alteração desse parâmetro causa a mudança da frequência de absorção e da frequência de transmissão da EIT. Enquanto na Fig. 4c, d, como a e L diminuir, o pico de transmissão e a faixa de absorção do fenômeno EIT aparecem com deslocamento para o azul, respectivamente, ou seja, a frequência aumenta. A combinação de todas essas diferenças no experimento e na simulação levou à diferença entre o espectro real medido e o espectro simulado. Além disso, de acordo com a mudança de frequência da região de absorção e o pico de transmissão causado pela variação dos parâmetros na Fig. 4, também pode-se concluir que embora as antenas de modo claro e escuro estejam integradas na estrutura, também existem requisitos para o tamanho de ambas as antenas para fazer essas duas frequências de modos combinadas entre si.

Para analisar ainda mais o mecanismo de formação de EIT do metamaterial condutor, simulamos uma corrente de superfície e uma distribuição de campo elétrico na frequência de pico de EIT (0,76 THz) e nas quedas de transmissão (0,71 e 0,81 THz), conforme mostrado à esquerda e lados direitos da Fig. 5, respectivamente. Conforme mostrado na Fig. 5a, a corrente de superfície flui do braço metálico externo dos SRRs para o ressonador de barra. Isso é consistente com a direção de polarização do campo elétrico incidente, ou seja, de uma extremidade à outra ao longo do y -eixo com oscilação para frente e para trás, exibindo assim uma ressonância LSP típica.

Corrente de superfície em frequências diferentes: a Frequência de pico de EIT, b queda de transmissão com frequência mais baixa, c mergulho de transmissão com maior frequência. Distribuição do campo elétrico em diferentes frequências: d Frequência de pico de EIT, e distribuição de campo elétrico no mergulho de transmissão com frequência mais baixa. f Distribuição do campo elétrico no mergulho de transmissão com maior frequência

A Figura 5b mostra a distribuição da corrente de superfície na frequência EIT (0,76 THz). A corrente de superfície do vórtice está concentrada principalmente nos SRRs, indicando uma ressonância LC fundamental e supressão de ressonância LSP. Quanto ao segundo mergulho de transmissão em uma frequência mais alta (0,81 THz), a distribuição da corrente de superfície é de uma extremidade a outra ao longo do y direção do eixo, indicativa de uma ressonância LSP, como mostrado na Fig. 5c. No entanto, a corrente de superfície flui através do braço metálico interno dos SRRs. Em comparação com o caminho, mostrado na Fig. 5a, o caminho de condução da corrente de superfície, mostrado na Fig. 5c, é mais curto, o que corresponde a um comprimento de onda de ressonância mais curto e uma frequência de ressonância mais alta. As Figuras 5e, d e f mostram as distribuições do campo elétrico nas frequências do pico de transmissão EIT e duas quedas de transmissão além do pico EIT. Na Fig. 5e, a energia do campo elétrico está concentrada principalmente nas lacunas dos SRRs, enquanto na Fig. 5d e f, a energia do campo elétrico está concentrada principalmente nas duas extremidades da estrutura. Esses fenômenos correspondem às suas respectivas distribuições de corrente de superfície.

Na verdade, a geração desta ressonância LC (modo escuro) também pode ser explicada a partir do conhecimento do circuito. Quando a ressonância LSP (modo brilhante) é excitada, a corrente de superfície oscila para frente e para trás ao longo do y -eixo. Quando a corrente flui até o ponto que conecta o ressonador de barra e os SRRs, ocorre uma bifurcação no caminho de condução. A corrente flui da junção para as lacunas de divisão dos SRRs por meio de dois caminhos condutores. Um dos caminhos é ao longo do braço metálico fora dos SRRs, consistente com a direção do fluxo da corrente de superfície mostrada na Fig. 5a. A outra é através do braço metálico dentro dos SRRs, conforme mostrado na Fig. 5c. Aqui, esse fenômeno pode ser comparado ao processo de carregar e descarregar as fendas dos SRRs. Na verdade, já existem literaturas que modelam o ressonador acoplado de barra metálica e SRRs como circuito RLC [23], e o conceito de “ressonância LC” tem sido utilizado por muitos anos [45, 51]. A fenda do SRR metálico pode ser considerada um capacitor. Quando a corrente de superfície é conduzida no braço de metal, embora a condutividade do metal seja alta, ainda existe alguma resistência. Além disso, sob a oscilação de alta frequência das ondas eletromagnéticas, existe um certo obstáculo para a mudança em alta velocidade da corrente de superfície. Ou seja, existe uma indutância. A resistência e indutância do braço de metal são proporcionais ao comprimento do braço de metal. Se os dois caminhos no lado externo e no lado interno após a bifurcação forem assimétricos, como mostrado na Fig. 6a, R ₁ é menor que a soma de R ₂ e R ₃ e L ₁ é menor que a soma de L ₂ e L ₃ . Então, quando C ₁ é carregado e descarregado, as velocidades em dois caminhos são sempre diferentes, resultando em uma diferença de potencial no gap dividido dos SRRs. Isso é equivalente a uma excitação elétrica adicional aplicada às lacunas de divisão dos SRRs e também é semelhante a uma excitação de campo eletromagnético externo aplicada aos SRRs com um campo elétrico polarizado ao longo da lacuna de divisão. É bem conhecido que o modo de ressonância LC em um SRR seria excitado quando o campo elétrico incidente fosse polarizado ao longo do gap de divisão.

Circuito elétrico que modela a resposta do metamaterial terahertz condutivamente acoplado no qual as junções estão localizadas a em um lado da linha central vertical dos SRRs; b na linha central vertical dos SRRs

No entanto, se os pontos que conectam o ressonador de barra e os SRRs estão localizados na linha central vertical dos SRRs, como mostrado na Fig. 6b, os dois caminhos no lado externo e no lado interno após a bifurcação são simétricos. Neste caso, R ₁ ’= R ₃ ’, L ₁ ’= L ₃ ’. Portanto, a velocidade de carga e descarga ao longo dos dois caminhos é sempre a mesma e não há diferença de potencial.

Para verificar a conjectura acima, projetamos e fabricamos outro metamaterial, no qual os pontos que conectam o ressonador de barra e os SRRs estão localizados na linha central vertical dos SRRs. Assim, o comprimento dos dois caminhos de condução, ou seja, o fluxo de correntes ao longo do braço metálico fora ou dentro dos SRRs, pode ser o mesmo. A Figura 7a mostra os espectros simulados e medidos deste metamaterial. Uma imagem microscópica da estrutura também é inserida ao lado dela. Os resultados simulados e experimentais demonstram que há apenas ressonância nesta faixa de frequência. Embora a frequência ressonante medida experimentalmente (aproximadamente 0,85 THz) tenha algum desvio da frequência ressonante simulada (aproximadamente 0,87 THz), que principalmente devido a erros experimentais, a curva medida e o resultado da simulação estão em boa concordância. A Figura 7b mostra a distribuição da corrente de superfície quando a ressonância desta estrutura é induzida, exibindo uma ressonância LSP típica. Uma vez que as distâncias dos dois caminhos de condução são as mesmas, a quantidade de redução potencial através dos dois caminhos também é a mesma; não há diferença de potencial gerada nas lacunas de divisão; portanto, a ressonância LC e o análogo do fenômeno EIT não podem ser formados.

a Espectros simulados e medidos do metamaterial terahertz condutivamente acoplado em que as junções estão localizadas na linha central vertical dos SRRs. b Correntes de superfície das ressonâncias correspondentes

Já a frequência dessa ressonância LSP (0,87 THz) é maior do que a da estrutura anterior. É porque na estrutura atual, a corrente de superfície pode fluir por dois caminhos de condução. Isso é equivalente a um circuito paralelo onde a resistência e a indutância são menores do que qualquer um dos ramos. Este é o mesmo que o efeito de passar por um caminho de condução mais curto. O caminho de condução torna-se mais curto, o comprimento de onda de ressonância torna-se menor e a frequência de ressonância torna-se mais alta.

Também simulamos a influência da assimetria das duas vias de condução no fenômeno EIT; os resultados são mostrados na Fig. 8. Quando o ponto que conecta o ressonador de barra e os SRRs se move para cima, como mostrado na Fig. 8a; a amplitude do pico de transmissão aumenta em conformidade.

Espectros simulados do metamaterial EIT terahertz acoplado condutivamente a quando o ponto que conecta o ressonador de barra e os SRRs se move para cima, b quando a barra de conexão no meio é dobrada, c quando o ponto que conecta o ressonador de barra e os SRRs se move para fora

Na Fig. 8b, quando a barra de conexão no meio é dobrada, que é para preparar o movimento do ponto de conexão para fora, a frequência da região de absorção da EIT torna-se maior com o aumento do ângulo de flexão. Quando o ângulo de curvatura aumenta, mais partes do caminho de condução são conectadas em paralelo, ou seja, o caminho de condução se torna mais largo, o que é o mesmo que o efeito de passar por um caminho de condução mais curto. O caminho de condução torna-se mais curto, o comprimento de onda de ressonância torna-se menor e a frequência de ressonância torna-se mais alta. Isso também explica porque a frequência de ressonância na Fig. 7 é maior do que na Fig. 3. Na Fig. 8c, quando o ponto de junção se move para fora, a assimetria diminui, a carga e as velocidades de descarga do C ₁ ao longo dos dois caminhos tendem a ser os mesmos; a diferença de potencial torna-se menor e a intensidade do modo escuro gradualmente se torna mais fraca, levando ao declínio do pico de transmissão de EIT. Isso também reflete que quanto maior a diferença entre os dois caminhos ao longo do SSR após a bifurcação do ponto de conexão, mais forte será o efeito da EIT.

Também separamos a estrutura do metamaterial condutor EIT e a estudamos separadamente. A Figura 9 mostra os espectros simulados e medidos dos diferentes componentes da estrutura. Como mostrado na Fig. 9a, a estrutura combinada da barra de metal e a parte externa dos SRRs produz uma ressonância significativa a 0,72 THz quando excitada por um campo elétrico polarizado ao longo do y -eixo. A Figura 9d mostra a distribuição da corrente de superfície quando a ressonância desta estrutura é induzida; isto é semelhante à distribuição mostrada na Fig. 5a.

Espectros simulados e medidos de diferentes componentes do metamaterial EIT terahertz acoplado condutivamente: a a estrutura combinada da barra de metal e a parte externa dos SRRs, b Combinação SRR, c a estrutura combinada da barra de metal e a parte interna dos SRRs; As imagens microscópicas dos componentes fabricados também são inseridas nos espectros correspondentes; d-f Correntes de superfície das ressonâncias correspondentes em a-c

Embora a direção seja diferente, a tendência geral na corrente de superfície é considerada a mesma, porque o campo eletromagnético incidente está oscilando para frente e para trás. A Figura 9b mostra os espectros da combinação SRR sob excitação de luz incidente com polarização diferente. Quando o campo elétrico é polarizado perpendicularmente à direção do gap dividido, nenhuma ressonância ocorre na faixa de 0,5–1 THz e a transmissão permanece em um nível alto. Quando o campo elétrico é polarizado paralelamente às lacunas dos SRRs, uma ressonância é gerada em 0,78 THz. A Figura 9e mostra a distribuição da corrente de superfície quando esta ressonância é excitada. A corrente de superfície circula para frente e para trás na superfície dos SRRs, semelhante à distribuição mostrada na Fig. 5b. No entanto, a direção do fluxo das duas correntes de superfície de vórtice, na Fig. 5b, é simétrica em espelho ao y -eixo, enquanto as correntes de superfície do vórtice, na Fig. 5e, estão na mesma direção. Isso ocorre porque, na Fig. 9e, as ressonâncias dos dois SRRs são induzidas pelo mesmo campo elétrico. Portanto, a direção da corrente de superfície do vórtice é a mesma. No entanto, na Fig. 5b, tanto a estrutura do metamaterial proposto quanto as direções da diferença de potencial gerada nas lacunas de divisão dos dois SRRs são simétricas em espelho ao y -eixo, tornando assim a corrente de superfície excitada simétrica em espelho ao y -eixo também. A diferença nas frequências (0,76 THz vs. 0,78 THz) pode ser atribuída ao fato de que a corrente de superfície de vórtice no metamaterial condutor não é estritamente distribuída apenas nos SRRs, e o alongamento no caminho de condução leva a um aumento no comprimento de onda ressonante, tornando assim a frequência do pico EIT (0,76 THz) ligeiramente inferior à frequência de ressonância LC da combinação SRR (0,78 THz). Como mostrado na Fig. 9c, a estrutura combinada da barra de metal e a parte interna dos SRRs produz uma ressonância significativa a 0,79 THz sob um campo elétrico excitado ao longo do y -eixo. A Figura 9f mostra a distribuição da corrente de superfície quando a ressonância desta estrutura é induzida, exibindo uma ressonância LSP típica. As ressonâncias dos componentes mencionados acima correspondem às condições da queda de transmissão de baixa frequência, o pico de transmissão de EIT e a queda de alta frequência, respectivamente.

Conclusão

Em conclusão, propusemos um metamaterial EIT terahertz metálico condutivamente acoplado, no qual as antenas de modo claro e escuro são conectadas na forma de uma estrutura em forma de garfo. A folha de alumínio, que é muito barata e freqüentemente usada em embalagens de alimentos, é usada para fabricar nossos metamateriais. Análises numéricas e experimentais foram conduzidas para analisar seu mecanismo. A corrente de superfície devido à ressonância LSP (modo brilhante) flui ao longo de caminhos diferentes. Devido à assimetria do ponto de conexão em relação ao intervalo da fenda do SRR, uma diferença de potencial é gerada nos intervalos dos SRRs. Isso é equivalente a uma excitação de campo eletromagnético externo com o campo elétrico polarizado ao longo da fenda. Assim, uma ressonância LC (modo escuro) é induzida e o modo claro é suprimido, resultando em EIT. A estrutura proposta interage por meio de correntes condutoras de superfície. Isso pode fornecer novas idéias para o projeto estrutural de metamateriais EIT. Além disso, o processo de fabricação de microestruturas em substratos flexíveis pode fornecer uma referência para a produção de microestruturas flexíveis no futuro.

Disponibilidade de dados e materiais

Todos os dados estão totalmente disponíveis sem restrição.

Abreviações

EIT:

Transparência induzida eletromagneticamente

LC:

indutivo-capacitivo

SRRs:

Ressonadores de anel dividido

LSP:

Plasmão de superfície localizado

Fator Q:

Fator de qualidade

PET:

Tereftalato de polietileno

THz-TDS:

Espectroscopia de domínio de tempo Terahertz

Investigação de alinhamento de banda para heterojunções híbridas 2D-MoS2 / 3D-β-Ga2O3 com nitridação Compósitos ZIF-67-Derived CoSe / NC como materiais de ânodo para baterias de íon-lítio