余柯涵团队的王磊博士实现了一种石墨烯协同的高效液晶可调THz超材料吸波器
发布时间: 2018-06-25 浏览次数: 371 文章来源: 电子与光学工程学院

近期,王磊博士与南京大学、大阪大学相关课题组合作,首次设计实现了一种高性能的超材料/石墨烯共同驱动的液晶可调THz器件。以往基于液晶电控可调的超材料THz器件,为了方便加电场控制液晶,超材料除了做功能器件外,同时当电极使用,这就使得超材料单元必须至少一边相连。这样不仅降低了超材料设计的灵活性,而且由于这个连接线,超材料性能有所下降。该工作设计了一种高效复合电极,把少层多孔石墨烯集成到超材料表面,这样不仅超材料可以设计成各种类型,而且电极的面电阻也比单纯石墨烯电极的更小。用这种电极,又进一步设计实现了一种高效液晶可调十字架型THz超材料吸收器,而且精确设计不同的十字架臂长,从而实现高性能的宽带可调。如下图所示,少层多孔石墨烯集成到超材料表面,可以提供非常均匀的静电场来高效控制液晶,也使其工作电压较以往有所降低,而且作为透明电极不影响THz波透过特性。

这种基于液晶的超材料/石墨烯THz器件的谐振频率可调范围为0.75 THz1 THz,且具有较高的品质因子,振幅可调范围在80%左右,工作电压只需10 V。由于实验上尚不具备直接探测THz近场的条件,通过模拟仿真可知,THz近场增强区域的热点分布也有大范围的可调控性。该工作解决了长期以来THz液晶器件效率低,可调范围小等问题。目前Web of Science显示他引6次,google学术显示他引7次。与南大、东南相关课题组就该工作正进行广泛而深入的合作研究。

详细请参考

Wang, L. et al. Graphene-assisted high-efficiency liquid crystal tunable terahertz metamaterial absorber, Opt. Express 25(20), 23873 (2017)