二氧化钒对异向介质太赫兹调制特性的研究
《基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》范文
《基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》篇一一、引言随着科技的发展，太赫兹波在通信、生物医学和安全检测等领域的应用越来越广泛。
超材料吸收器作为太赫兹波应用的关键技术之一，其性能的优化和调控成为研究的热点。
本文提出了一种基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器，旨在通过材料的独特性质实现吸收器的性能优化和可调谐性。
二、石墨烯和二氧化钒的特性1. 石墨烯：石墨烯是一种由单层碳原子构成的二维材料，具有优异的电学、热学和力学性能。
在太赫兹波段，石墨烯具有较高的电导率和可调谐的电学性质，使得其成为超材料吸收器的理想材料。
2. 二氧化钒：二氧化钒是一种相变材料，在特定温度下会发生金属-半导体相变。
在太赫兹波段，二氧化钒的电学性质可调，且具有较高的光学透过率，使其成为超材料吸收器中可调谐元件的理想选择。
三、太赫兹可调谐超材料吸收器的设计本文设计的太赫兹可调谐超材料吸收器以石墨烯和二氧化钒为主要材料，通过将二者结合，实现吸收器的可调谐性。
设计过程中，我们采用了周期性排列的金属-介质-金属结构，其中介质层采用石墨烯和二氧化钒的复合材料。
通过调整石墨烯的电导率和二氧化钒的相变温度，实现吸收器的太赫兹波段的可调谐性。
四、吸收器性能的仿真与分析我们采用时域有限差分法对所设计的太赫兹可调谐超材料吸收器进行仿真分析。
仿真结果表明，该吸收器在太赫兹波段具有较高的吸收率和可调谐性。
通过调整石墨烯的电导率和二氧化钒的相变温度，可以实现吸收峰的频率移动和吸收强度的调节。
此外，该吸收器还具有较高的光学透过率和较低的反射率，有利于提高太赫兹波的应用效率。
五、实验验证与性能优化为了验证仿真结果的准确性，我们进行了实验验证。
通过制备基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器样品，并对其性能进行测试。
实验结果表明，该吸收器具有良好的可调谐性和较高的吸收率，与仿真结果基本一致。
为了进一步提高吸收器的性能，我们进一步优化了金属-介质-金属结构的尺寸和排列方式，以及石墨烯和二氧化钒的复合比例。
《基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》范文
《基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》篇一一、引言近年来，随着超材料科技的不断发展，人们对于高频电磁波段的操控及运用越发感兴趣。
特别是对于太赫兹（THz）频段而言，其在无线通信、医学诊断、安全检测等领域具有广泛的应用前景。
而如何设计一款在太赫兹频段内具有高效率、高稳定性和可调谐性的超材料吸收器，则成为了科研人员追求的目标。
本文提出了一种基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器，以期在上述领域提供一种全新的解决方案。
二、太赫兹可调谐超材料吸收器的构造及工作原理（一）材料选取及结构特点1. 石墨烯：具有优良的电导率，且通过改变其载流子浓度可以调控其电导率。
在太赫兹频段内，石墨烯的电磁响应特性尤为突出。
2. 二氧化钒（VO2）：一种具有相变特性的材料，在特定温度下，其电导率会发生显著变化，从而影响其电磁响应特性。
该吸收器采用周期性排列的金属-绝缘体-金属（MIM）结构，其中绝缘层采用基于石墨烯和二氧化钒的复合材料。
这种结构有利于实现对太赫兹波的有效吸收和调控。
（二）工作原理该吸收器的工作原理基于电磁共振和材料相变特性。
当太赫兹波入射到吸收器上时，其与金属层和绝缘层之间的相互作用产生电磁共振，从而实现高效吸收。
同时，通过改变石墨烯和二氧化钒的电导率，可以调节该共振频率，从而实现对太赫兹波的调谐。
三、制备及实验结果分析（一）制备过程制备该超材料吸收器需要使用纳米级工艺，通过将石墨烯和二氧化钒分别与金属薄膜交替排列并加工成特定结构，完成超材料吸收器的制备。
（二）实验结果分析实验结果表明，该太赫兹可调谐超材料吸收器具有较高的吸收率、稳定性及调谐性能。
其吸波率可达到95%《基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》篇二一、引言随着科技的飞速发展，超材料吸收器在无线通信、雷达探测、生物医学等领域得到了广泛的应用。
其中，可调谐超材料吸收器由于具有动态调控、可重构的特性，更受研究者们的青睐。
近年来，基于石墨烯和二氧化钒等新兴材料的太赫兹可调谐超材料吸收器逐渐成为研究热点。
《2024年基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》范文
《基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》篇一一、引言随着科技的飞速发展，超材料吸收器在无线通信、雷达探测、生物医学等领域得到了广泛的应用。
而其中，基于石墨烯和二氧化钒的复合材料由于其优异的物理特性，正逐渐成为该领域的研究热点。
本篇论文旨在研究基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器的设计与性能。
二、石墨烯与二氧化钒的物理特性石墨烯是一种由单层碳原子组成的二维材料，具有优异的导电性、热导率和机械强度。
而二氧化钒作为一种相变材料，在特定温度下会发生金属-半导体相变，其电导率也会随之发生显著变化。
这两种材料的独特性质使得它们在超材料吸收器的设计中具有巨大的潜力。
三、太赫兹可调谐超材料吸收器的设计本论文提出了一种基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器。
设计思路是通过将石墨烯和二氧化钒进行复合，利用其独特的电导率和相变特性，实现对太赫兹波的吸收和调谐。
具体设计如下：首先，制备出石墨烯和二氧化钒的复合薄膜，然后将其置于太赫兹波的传播路径上，形成一种超材料结构。
通过调整石墨烯的电导率和二氧化钒的相变温度，可以实现对太赫兹波的吸收和调谐。
四、实验结果与分析通过实验，我们发现在特定条件下，该太赫兹可调谐超材料吸收器可以实现对太赫兹波的高效吸收和调谐。
具体来说，当石墨烯的电导率和二氧化钒的相变温度达到一定值时，该吸收器可以在太赫兹频段内实现高效的吸收和调谐。
此外，我们还发现该吸收器的调谐范围可以通过改变石墨烯的电导率或二氧化钒的相变温度进行调节。
五、结论本论文提出了一种基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器，并对其进行了实验验证。
实验结果表明，该吸收器在太赫兹频段内可以实现高效吸收和调谐，且调谐范围可通过改变石墨烯的电导率或二氧化钒的相变温度进行调节。
因此，该吸收器在无线通信、雷达探测、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
六、展望未来，我们将进一步研究基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器的性能优化方法，以提高其吸收效率和调谐范围。
基于二氧化钒薄膜的太赫兹开关器件
基于二氧化钒薄膜的太赫兹开关器件I. 前言在科学技术的日新月异中，太赫兹技术(hertzian technology)被广泛应用于无线通信，安检以及医疗等领域。
其中，太赫兹开关器件因其高速度和低功耗正在吸引越来越多的关注。
近年来，基于二氧化钒薄膜的太赫兹开关器件渐成研究热点，促进了该领域的迅猛发展。
II. 介绍二氧化钒薄膜是一种可调制的材料，可用于光学、光电和电学开关设备的制造。
同时，太赫兹辐射被展示出非常重要的特性，如能够穿透纸张、塑料和壁板，因此太赫兹开关器件具有许多实际应用价值。
基于二氧化钒薄膜的太赫兹开关器件具有快速响应速度、大功率饱和度和低驱动电压等优点，非常适合各种高速数字和光通信应用。
III. 材料及从技术上讲的关键点基于二氧化钒薄膜的太赫兹开关器件是通过收集射频辐射信号并将其转换为光信号来工作的。
这种器件的关键组件是一个光学谐振腔，这个谐振腔由一个二氧化钒薄膜构成。
它的厚度通常小于100 nm，且其材料特性可通过加压改变，可视为压电效应的一种。
当薄膜压电电流被加到薄膜上时，由于薄膜的光学特性而导致谐振腔的频率发生变化，从而影响腔内的光子传输和反射的能力。
在薄膜被恢复至其原始状态时，机构就可以响应。
IV. 应用和前景基于二氧化钒薄膜的太赫兹开关器件可以应用于医学成像、无线通信以及安全监测等领域。
这种器件的快速响应速度、大功率饱和度和低驱动电压等优势使其成为制造高速数字和光通信器件的理想选择。
此外，研究人员也正在改进这种器件的性能，使其能够应对具有更强信号传输要求的市场需求。
随着技术的进一步改进，基于二氧化钒薄膜的太赫兹开关器件的应用前景无疑是十分广阔的。
V. 结论总体而言，基于二氧化钒薄膜的太赫兹开关器件是一种非常有前途的器件，可用于无线通信、医疗成像和安全监测等领域。
该器件的快速响应速度、大功率饱和度和低驱动电压确保了其可靠性和性能。
未来研究人员应当不断改进这种器件，以满足不断变化的市场需求并为更多应用领域服务。
二氧化钒复合薄膜太赫兹透射率模拟
基金项目:国家自然科学基金(51872038)收稿日期:2020-01-14㊀㊀㊀通信作者:王旭作者简介:高敏(1983-),女,四川成都人,副教授,研究方向为薄膜材料及其器件的制备和性能表征;王旭(1995-),女,湖北武汉人,研究生,研究方向为信息材料与元器件㊂第39卷㊀第5期2020年5月电子元件与材料ELECTRONIC ㊀COMPONENTS ㊀AND ㊀MATERIALSVol .39No .5May .2020二氧化钒复合薄膜太赫兹透射率模拟王㊀旭,陈思宏,高㊀敏,林㊀媛(电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室,四川成都㊀610054)㊀㊀摘要:二氧化钒(VO 2)是一种具有可逆热致相变性质的材料,在太赫兹调制领域具有应用潜力㊂为了确认VO 2复合薄膜对太赫兹调控的可行性,在进行相关实验之前,首先运用CST Studio Suite 电磁仿真软件进行模拟研究,主要探究了VO 2及其与金属光栅结合的复合薄膜的相关参数对太赫兹透射及调控的影响㊂仿真结果表明,VO 2能很好地调控太赫兹的透射幅度,调控深度可由相变幅度控制㊂另外仿真发现,对VO 2复合薄膜而言,通过控制光栅的参数变化可以改变太赫兹透射幅度,并且可以通过调控光栅周期实现对太赫兹调制深度控制㊂关键词:二氧化钒;金属光栅;太赫兹调制;透射率;仿真DOI :10.14106/j .cnki .1001-2028.2020.05.008中图分类号:O 4441;TB 383.2㊀㊀㊀文献标识码:A ㊀㊀㊀文章编号:1001-2028(2020)05-055-05Simulation of terahertz transmittance ofvanadium dioxide composite filmWANG Xu ,CHEN Sihong ,GAO Min ,LIN Yuan(State Key Laboratory of Electronic Thin Films and Integrated Devices,University of Electronic Science andTechnology of China,Chengdu 610054,China)㊀㊀Abstract :Vanadium dioxide is a material with reversible thermo -induced phase transition properties and has potential application in the field of terahertz modulation.In order to confirm the feasibility of terahertz control of vanadium dioxide composite thin film ,CST Studio Suite electromagnetic simulation software was used to do simulation research before carrying out relevantexperiments ,the effects of related parameter of VO 2and its composite thin film on terahertz transmission and regulation wereinvestigated.The simulation results show that VO 2can well regulate the transmission amplitude of terahertz ,and the modulation depth can be controlled by the phase change amplitude.In addition ,it was found that for composite films ,the terahertz transmission amplitude can be changed by controlling the parameters of the grating ,and the terahertz modulation depth can be controlled by adjusting the grating period.Key words :vanadium dioxide ;metal grating ;terahertz modulation ;transmittance ;simulation㊀㊀太赫兹(THz )波是指频率范围为0.1~10THz ,波长范围为0.03~3mm 的电磁波,介于微波与红外波之间,在研究早期由于缺少对太赫兹产生源和太赫兹探测器的有效研究和技术支持,涉及太赫兹波段的研究结果和数据非常少,这一波段也被称为 太赫兹空隙 [1]㊂太赫兹是一种新型的辐射源,具有许多独特的优势,例如高空间和时间相干性㊁高信噪比和低光子能量㊂因此太赫兹波在实际生活中的应用也越来越广泛,比如用于材料的光谱表征[2]㊁医学成像[3]㊁光数据存储加密㊁无线通信系统[4]以及非破坏性传感[5-6]等㊂通过对太赫兹波进行调控以适用于不同的工作环境是目前要考虑的问56㊀Vol .39No .5May .2020题㊂然而很多自然物质对太赫兹波的有效响应很小,现有的电子器件和光学器件对太赫兹的传输与调节也很难达到人们的要求,这限制了太赫兹在实际生活的推广应用,因而需要寻找新材料㊁新结构㊁新方法来提高对太赫兹调控的能力,让太赫兹波在实际中得到更广泛的应用㊂目前对太赫兹的调制主要是利用电磁超材料[7-9]来实现㊂超材料(MMs )是指具备天然材料不具备的电磁特性且具有人造周期结构的材料,其奇异的电磁响应特性为太赫兹调控器件提供了有效的解决方案[10-11]㊂通过调节结构的形状㊁关键尺寸㊁改变材料的种类等来控制对太赫兹的响应,可以实现电磁波与光波性能的任意切换,目前实现了隐身斗篷㊁电磁波全吸收器件等㊂遗憾的是,以往基于超材料的太赫兹调控器件一般都是由金属材料或者金属与介质层结合构成的复合材料,在尺寸和组成材料种类固定后,在实际应用中器件对于太赫兹的调控往往也固定不变,这种方法只能在特定的外界条件如特定的温度下实现单一的功能,无法实现对太赫兹的动态调控,而且一般用到的介质层都是微米级别比较厚,对于器件的电学㊁热力学等性能影响较大㊂另外最常见的结构设计是SSR 谐振环结构,这种图形结构的设计参数复杂,在实际制备中需要对准套刻,步骤多,工艺难度大,并且在调节其中一个参数的同时需要系统地调节其他结构参数,以保证能够满足电磁理论的相关条件,操作相对复杂,因而需要探寻新的材料和新的调制方法来调控太赫兹㊂二氧化钒(VO 2)作为热致相变的代表材料,其在340K (68ħ)会发生由单斜晶系结构的绝缘相到四方金红石结构的金属相的相变[5],相变前后在光学方面会产生低温高透过率和高温低透过率的变化[6-7]㊂由于二氧化钒独特的性质,在宽光谱范围内可以通过对二氧化钒的温度控制来控制连续调谐电磁波的传输,因此二氧化钒可以用于电磁波调制和切换应用[10-15]㊂本文针对以往太赫兹调制方法中遇到的制备工艺复杂㊁调节条件受限等问题,利用简单的金属光栅结构结合具备优异热致相变性质的二氧化钒材料,制备了二氧化钒光栅复合薄膜,简化工艺的同时也能得到很好的太赫兹调制效果,并探究了诸如薄膜电导率㊁光栅占空比㊁光栅周期㊁薄膜表面起伏高度等相关参数对太赫兹透射和调制深度的影响㊂通过分析仿真结果,发现所设计的二氧化钒光栅复合薄膜能很好地调节太赫兹透射幅度,且调节深度受到光栅周期控制㊂结合理论模拟可知,光栅周期通过控制二氧化钒复合薄膜的表面高度差来调节太赫兹波的透射㊂仿真结果为实际制备这种复合薄膜提供了理论支持,也为调节太赫兹提供了一种简单经济的办法㊂1 模型与仿真本文中所设计的二氧化钒复合薄膜的结构如图1所示㊂先在蓝宝石基底上利用光刻溅射技术制备光栅结构,再在上面沉积二氧化钒薄膜㊂主要分为三层,底层灰色部分为蓝宝石衬底,中间层金色部分是金属光栅结构,最上层包括间隙处的粉色部分均为VO 2薄膜㊂在使用CST Studio Suite 软件进行仿真时,基底厚度设置为500μm ,金属电导率为4.551ˑ107S /m ,其他数量型参数设置为变量,先进行参数定义后赋值,这样在之后的仿真中想要连续进行多种情况计算时就可以直接选择参数扫描㊂图1㊀VO 2光栅复合膜的示意图Fig .1㊀Schematic diagram of VO 2-grating composite film为了简化仿真,只构建了一个周期单元结构㊂X 方向为平面上垂直于金属光栅周期的方向,Y 方向为平行于金属线条的方向,Z 方向为空间高度方向,在周期单元的选择上本实验所涉及的光栅结构可以进行多种形式的划分,如图2所示为XY 平面的俯视图,经过XY 平面的拓展后得到的结构都是一样的,本文在仿真时综合考虑计算的简洁性,选择将计算模型构建为对称的周期单元结构,如图2(b )所示,其中金色部分为金属线条,灰色部分为蓝宝石衬底㊂由于计算机只能计算有限扩展的问题,因此需要指定边界条件㊂在X 方向和Y 方向设置为周期单元边界条件,可以在这两个方向上周期性地重复建模,在Z 方向设置为开放性边界条件,端口电磁波王旭等:二氧化钒复合薄膜太赫兹透射率模拟第39卷㊀第5期57㊀的传播模式设置为TM 和TE 两个模式㊂太赫兹透射率由频域求解器进行计算,仿真频率范围为0.5~2.5THz㊂图2㊀三种不同的周期单元Fig .2㊀Three different cycle units2 结果与讨论如图3所示,首先对蓝宝石衬底的太赫兹透射性进行了仿真㊂仿真结果表明蓝宝石衬底具有70%的透射率,太赫兹损耗较小,适合作为探究太赫兹波段透射性的实验衬底㊂图3㊀蓝宝石衬底的太赫兹透射率Fig .3㊀THz transmission of sapphire substrate然后研究了二氧化钒薄膜对于太赫兹的透射性能,主要仿真了二氧化钒的薄膜厚度㊁电导率变化及变化幅度对太赫兹透射率和调节深度(MD )的影响㊂如图4所示,二氧化钒薄膜随着厚度增大对太赫兹的透射降低,这是因为厚度的增加不仅使得太赫兹透过时经历的时间变长,也会带来更多的缺陷,从而使得损耗增大,响应的振荡也增多㊂在太赫兹频段,二氧化钒薄膜的透射率随薄膜电导率增大而减小㊂这一现象可以由二氧化钒的相变性质来解释㊂二氧化钒电导率的改变实际对应于结构的改变,二氧化钒具有热致相变特性,当温度升高,二氧化钒由绝缘相开始向金属相转变,载流子增多,电导率增强,对太赫兹的反射和吸收增大,因而透射率随之降低㊂由公式(1)可以更加直观地看到薄膜厚度与电导率㊁频域下太赫兹透射率的关系㊂T (ω)=1+n substrate1+n subsrate +Z 0σ(ω)d film(1)式中:Z 0是自由空间的阻抗,设置为377Ω;n substrate 是蓝宝石衬底的折射率,值为3.3;σ是薄膜的电导率;d film 为薄膜厚度[8]㊂图4㊀二氧化钒薄膜的厚度对太赫兹透射率的影响Fig .4㊀Effect of thickness of vanadium dioxide filmon THz transmission薄膜电导率变化幅度对应于二氧化钒薄膜的MIT 特性,是衡量二氧化钒质量的一项重要参数,电导率变化幅度由二氧化钒金属相电导率与绝缘相电导率相比得到㊂太赫兹调制深度(MD )可以由公式(2)求出㊂MD =T M -T R T M(2)式中:T M 和T R 分别代表频域下二氧化钒薄膜绝缘相和金属相的太赫兹透射率㊂仿真时用R 和M 分别代表薄膜金属相和绝缘相的电导率,两者的比值代表薄膜的电导率变化幅度㊂可以看到随着电导率增加,太赫兹透射幅度减小,这与二氧化钒相变特性是一致的,温度增加,电导率增加,对太赫兹反射吸收增加,透射率下降,这与之前文献报道的结果是一致的[9]㊂进一步探讨了相变幅度随着电导率变化幅度增大,二氧化钒薄膜对太赫兹的调制深度也逐渐增大㊂仿真结果说明,二氧化钒的质量将会对太赫兹透射及调控深度产生影响㊂王旭等:二氧化钒复合薄膜太赫兹透射率模拟58㊀Vol .39No .5May .2020图5㊀二氧化钒薄膜的电导率对太赫兹透射率和调制深度的影响:(a )对透射率的影响;(b )对调节深度的影响㊂其中σ代表薄膜的电导率,R 和M 分别代表薄膜金属相和绝缘相的电导率Fig .5㊀Effect of conductivity of VO 2film on THz transmission and modulation depth (MD ):(a )Effect on transmittance ;(b )Effect on modulation depth.In the figures σrepresents the conductivity of the thin film ,and R and M represent theconductivity of the metal phase and the insulating phaseof the thin film ,respectively在对二氧化钒调制太赫兹的原理和影响因素仿真分析的基础上,进一步对二氧化钒复合薄膜的光栅偏振方向㊁光栅占空比㊁光栅周期㊁薄膜表面高度差等主要结构参数对太赫兹性能的影响进行了仿真和分析㊂由于一维亚波长表现出明显的双折射效应,即对入射光的偏振方向敏感,在仿真时分别计算了TM (垂直于光栅)和TE (平行于光栅)方向的透射率,结果如图6所示㊂在TM 方向透射率较大,而TE 方向透射率很小,这是因为在TE 偏振方向金属表面电子沿金属线条自由震荡,光栅层对TE 偏振波等效于金属使得在该方向传播的电磁波被强烈反射,而对TM 方向光栅层等效为介质层,电子振荡受阻,电磁波可以通过光栅层,透射较强,基于这一理论得到了清晰的仿真结果㊂因此之后在分析二氧化钒复合薄膜的透射率时只看TM 方向的透射结果㊂如图7所示,仿真了光栅周期为10μm ,占空比分别为0.2,0.3,0.4和0.5的二氧化钒复合薄膜的太赫兹透射率㊂占空比f 定义为金属线条占整个光栅周期的比例㊂从图7中可以看到,随着占空比的增加,透射率逐渐降低㊂占空比越大,表明金属所占比例越多,间隙越窄,入射太赫兹波与金属表面的作用越强,波在缝隙间的耦合程度也越大,损耗增多,透射率降低㊂但同时高的占空比也意味着高的消光比,透射率和消光比这两者是矛盾的关系,实际中可根据需求设定不同的占空比㊂图6㊀二氧化钒复合薄膜在TM 和TE 方向的太赫兹透射率:(a )TM 方向;(b )TE 方向Fig .6㊀THz transmission of vanadium dioxide composite films in TM and TE directions :(a )TM direction ;(b )TEdirection图7㊀相同光栅周期(p =10μm )下不同占空比的二氧化钒复合薄膜的透射率Fig .7㊀Transmittance of vanadium dioxide composite films with different duty cycles at the same grating period (p =10μm )王旭等:二氧化钒复合薄膜太赫兹透射率模拟第39卷㊀第5期59㊀先前的实验中发现由于薄膜沉积在不同的光栅周期结构上表面会呈现不同的高低起伏,即金属线条部分的高度(金属厚度加上沉积在金属上的薄膜厚度的和)和间隙部分(沉积于间隙中的薄膜的厚度)的高度差不同,周期越大表面高度差越大,对太赫兹将产生不同的调制效果,因此也对薄膜表面起伏高度和周期这两个参数进行了太赫兹透射仿真,仿真时将高温金属相的电导率设置为106S /m ,得到的透射率接近于0,则仿真的室温绝缘相的透射率同时也等于调节深度㊂结果如图8所示㊂保持表面高度差不变只改变周期时得到的透射率基本一致,而保持周期不变改变表面高度差时,发现透射率随表面高度差增大而增大㊂说明周期并不直接影响太赫兹透射,而是通过影响表面起伏高度对太赫兹透射产生影响㊂图8㊀(a )仿真计算得到的不同起伏高度和相同周期(8μm )的二氧化钒薄膜的室温透射率;(b )仿真计算得到的不同周期和相同起伏高度(100nm )的二氧化钒薄膜的室温透射率Fig .8㊀(a )Calculated room temperature transmittance of VO 2films with different fluctuation heights and the same period(8μm );(b )Calculated room temperature transmittance ofVO 2films with different periods and the samefluctuation height (100nm )3 结论本文对二氧化钒及其复合薄膜的相关参数进行了太赫兹透射仿真,探讨了各参数对于太赫兹透射性能的影响㊂综合上述仿真结果可知,二氧化钒的质量对于太赫兹透射具有重要影响,同时对于二氧化钒光栅复合薄膜而言,光栅的占空比和周期都对太赫兹调制起重要作用㊂仿真发现:占空比越小太赫兹透射越高,周期越大太赫兹调制深度也越大㊂利用二氧化钒光栅复合薄膜可以很好地调控太赫兹的透射率及调制深度㊂仿真结果为实际制备这种复合薄膜提供了理论支持,也为调节太赫兹提供了一种简单经济的办法,对进一步推广太赫兹在实际生活中的应用具有重要意义㊂参考文献:[1]Sirsori C.Bridge for the terahertz gap [J ].Nature ,2002,417(6885):132-133.[2]Bertolotti M.Terahertz spectroscopy :principles andapplications [J ].Contemporary Physics ,2010,51(4):366.[3]Siegel P H.Terahertz technology in biology and medicine [J ].IEEE Transactions on Microwave Theory andTechniques ,2004,52(10):2438-2447.[4]Krumbholz N ,Gerlach K ,Rutz F ,et al.Omnidirectionalterahertz mirrors :a key 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一种基于二氧化钒的可编程太赫兹记忆调制器件及系统[发明专利]
![一种基于二氧化钒的可编程太赫兹记忆调制器件及系统[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/9b6786e6370cba1aa8114431b90d6c85ec3a881b.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010980978.4(22)申请日 2020.09.17(71)申请人 首都师范大学地址 100048 北京市海淀区西三环北路105号(72)发明人 周庆莉 李格 梁菀琳 邓雨旺 张存林 (74)专利代理机构 北京理工大学专利中心11120代理人 刘西云 李微微(51)Int.Cl.G02F 1/00(2006.01)G02B 1/00(2006.01)(54)发明名称一种基于二氧化钒的可编程太赫兹记忆调制器件及系统(57)摘要本发明提供一种基于二氧化钒的可编程太赫兹记忆调制器件及系统，将金属微结构形成的金属阵列与二氧化钒薄膜进行耦合，通过设计不同的超材料结构单元可获得不同频率记忆效应的THz调制器件；本发明在室温下将离子凝胶中氢离子注入二氧化钒薄膜，同时通过栅极直流电压源施加调控电压控制二氧化钒薄膜中氢离子的掺杂程度，明显降低调控所需的功耗，实现了对二氧化钒薄膜电导态的实时调控，能够建立起调控电压正负、大小、时间和二氧化钒薄膜电导以及THz透过率之间的数值对应关系，进而实现对记忆型THz调制器件性能的实时数字化可控；本发明还能在室温下即可实现对THz波调制的精确控制，完成基于二氧化钒的可编程太赫兹记忆调制系统的写入、读取以及擦除。
权利要求书1页 说明书6页 附图2页CN 112285952 A 2021.01.29C N 112285952A1.一种基于二氧化钒的可编程太赫兹记忆调制器件，其特征在于，包括基底、二氧化钒薄膜、金属阵列、离子凝胶层、栅极、源极以及漏极，其中，所述金属阵列中包含多个金属体，所述离子凝胶层含有氢离子；所述二氧化钒薄膜生长在基底上；所述源极和漏极分别沉积在二氧化钒薄膜的两侧；所述金属阵列分布在源极与漏极之间的二氧化钒薄膜上；所述离子凝胶层涂覆于布置有源极、漏极以及金属阵列的二氧化钒薄膜上；所述栅极沉积在离子凝胶层上；所述栅极与源极分别连接到外部栅源直流电压源的两端；所述源极与漏极分别连接到外部源漏直流电压源的两端。
《基于二氧化钒的太赫兹超材料滤波器设计与研究》范文
《基于二氧化钒的太赫兹超材料滤波器设计与研究》篇一一、引言随着科技的飞速发展，太赫兹波（THz wave）在通信、雷达、生物医学等领域的应用越来越广泛。
而超材料（Metamaterials）作为一种具有特殊电磁性质的人工复合材料，在太赫兹波段的应用也备受关注。
其中，基于二氧化钒（VO2）的太赫兹超材料滤波器因其独特的可调谐性和高效率性，成为了研究的热点。
本文将介绍基于二氧化钒的太赫兹超材料滤波器的设计原理、方法以及相关研究。
二、二氧化钒及其在太赫兹超材料中的应用二氧化钒（VO2）是一种具有相变特性的材料，在特定温度下会发生绝缘体到金属的转变。
这种相变特性使得VO2在太赫兹超材料中具有独特的应用价值。
在太赫兹波段，VO2的超材料结构能够实现滤波、调制等功能，为太赫兹系统提供了新的可能性。
三、太赫兹超材料滤波器设计原理太赫兹超材料滤波器的设计主要基于亚波长结构对电磁波的调控。
通过设计具有特定几何形状和排列方式的亚波长结构，可以实现对太赫兹波的滤波、调制等操作。
在基于VO2的太赫兹超材料滤波器中，VO2的相变特性使得滤波器的性能可以在一定范围内进行调节。
四、设计方法与实验研究1. 设计方法：首先，根据太赫兹波的频率和波长，确定亚波长结构的尺寸和排列方式。
然后，将VO2引入到超材料结构中，利用其相变特性实现滤波器的可调谐性。
最后，通过仿真和优化，得到满足设计要求的太赫兹超材料滤波器。
2. 实验研究：在实验中，我们采用了微纳加工技术制备了基于VO2的太赫兹超材料滤波器。
通过测量其在不同温度下的透射谱，研究了滤波器的性能。
实验结果表明，该滤波器具有较高的透射率和较低的插入损耗，且性能可在一定范围内进行调节。
五、结果与讨论1. 结果：通过仿真和实验研究，我们成功设计了基于VO2的太赫兹超材料滤波器，并验证了其具有良好的透射率和可调谐性。
此外，我们还研究了滤波器的温度稳定性、带宽等性能指标。
2. 讨论：在太赫兹波段，基于VO2的超材料滤波器具有广泛的应用前景。
《2024年基于二氧化钒的太赫兹超材料滤波器设计与研究》范文
《基于二氧化钒的太赫兹超材料滤波器设计与研究》篇一一、引言随着科技的飞速发展，太赫兹波（THz wave）在通信、雷达、生物医学等领域的应用越来越广泛。
太赫兹超材料滤波器作为太赫兹波技术中的重要组成部分，其设计与研究对于提高太赫兹波技术的性能和应用范围具有重要意义。
本文将重点介绍基于二氧化钒（VO2）的太赫兹超材料滤波器的设计与研究。
二、二氧化钒材料概述二氧化钒（VO2）是一种具有相变特性的材料，其相变温度约为68℃，在相变过程中，其光学和电学性能会发生显著变化。
这种特性使得VO2在太赫兹波技术中具有广泛的应用前景。
特别是在设计太赫兹超材料滤波器时，VO2的相变特性可以实现对滤波器性能的动态调控。
三、太赫兹超材料滤波器设计1. 设计原理：太赫兹超材料滤波器的设计基于亚波长结构对太赫兹波的调控作用。
通过设计具有特定几何形状和排列方式的亚波长结构，可以实现对太赫兹波的传输、反射、吸收等特性的调控。
2. 设计方案：基于VO2的太赫兹超材料滤波器设计主要包括两个方面。
一是亚波长结构的设计，二是VO2材料的引入。
亚波长结构可以采用周期性排列的金属-介质-金属结构，通过调整金属条带的宽度、间距以及介质层的厚度等参数，实现对太赫兹波的滤波性能的优化。
而VO2材料则被引入到亚波长结构的金属层中，利用其相变特性实现对滤波器性能的动态调控。
四、滤波器性能研究1. 传输性能：通过对基于VO2的太赫兹超材料滤波器的传输性能进行研究，可以发现其在特定频率范围内具有较高的传输效率。
此外，通过调整亚波长结构的参数以及VO2的相变状态，可以实现对传输性能的动态调控。
2. 温度稳定性：由于VO2的相变特性与温度密切相关，因此基于VO2的太赫兹超材料滤波器的温度稳定性也是研究的重要方面。
研究表明，该滤波器在一定的温度范围内具有较好的稳定性，能够保持较好的滤波性能。
3. 响应速度：响应速度是评价太赫兹超材料滤波器性能的重要指标之一。
《2024年基于二氧化钒的太赫兹超材料滤波器设计与研究》范文
《基于二氧化钒的太赫兹超材料滤波器设计与研究》篇一一、引言随着科技的飞速发展，太赫兹波（THz wave）技术在通信、雷达、生物医学等领域的应用日益广泛。
太赫兹超材料滤波器作为太赫兹波技术中的关键器件，其性能的优劣直接影响到太赫兹波技术的应用效果。
近年来，基于二氧化钒（VO2）的太赫兹超材料滤波器因其独特的相变特性和可调谐性，成为了研究热点。
本文旨在设计和研究基于二氧化钒的太赫兹超材料滤波器，以提高其性能和应用范围。
二、二氧化钒的性质及相变特性二氧化钒（VO2）是一种具有金属-半导体相变特性的材料。
在一定的温度下，VO2会发生从半导体到金属的相变，这一过程中其光学和电学性质会发生显著变化。
这种相变特性使得VO2在太赫兹波段具有独特的可调谐性，为设计太赫兹超材料滤波器提供了良好的材料基础。
三、太赫兹超材料滤波器设计1. 设计原理：本设计以VO2的相变特性为基础，结合超材料理论，通过设计特定的结构，实现太赫兹波的滤波。
2. 结构设计：设计采用周期性排列的亚波长结构，通过调整结构参数，如周期、尺寸、形状等，实现滤波器的频率选择性和传输性能。
3. 材料选择：选用高纯度的VO2材料，以提高其相变速度和稳定性。
同时，选择合适的基底材料，以降低太赫兹波的传输损耗。
四、滤波器性能分析1. 仿真分析：利用电磁仿真软件对设计的滤波器进行仿真分析，包括太赫兹波的传输特性、频率响应等。
2. 实验验证：通过实验测试，验证仿真结果的准确性。
包括制备滤波器样品、测试其太赫兹波传输性能等。
3. 结果分析：根据仿真和实验结果，分析滤波器的性能参数，如中心频率、带宽、插入损耗等。
同时，研究VO2相变对滤波器性能的影响。
五、结果与讨论1. 结果：通过设计和制备基于VO2的太赫兹超材料滤波器，实现了对太赫兹波的滤波功能。
实验结果表明，该滤波器具有较高的频率选择性和较低的传输损耗。
同时，VO2的相变特性使得滤波器具有可调谐性。
2. 讨论：本文设计的太赫兹超材料滤波器在性能上具有一定的优势，但仍存在一些不足。
《基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》范文
《基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》篇一一、引言随着科技的飞速发展，超材料在电磁波谱的各个波段中发挥着越来越重要的作用。
太赫兹波作为一种具有特殊性质的电磁波，其超材料吸收器的研究已成为当前的研究热点。
本文将介绍一种基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器，它通过引入先进的纳米材料和设计技术，为太赫兹波的吸收提供了新的可能。
二、背景及原理太赫兹波具有较高的穿透性和较高的分辨率，因此其在医疗、安全检查、通信等领域具有广泛的应用前景。
然而，传统的太赫兹吸收器在调谐性和工作范围等方面存在局限性。
为了解决这一问题，研究者们开始探索新型的超材料吸收器。
石墨烯和二氧化钒是两种具有优异性能的纳米材料。
石墨烯具有出色的导电性能和可调的电导率，而二氧化钒则具有温度敏感的相变特性。
基于这两种材料的特性，我们可以设计出一种可调谐的太赫兹超材料吸收器。
三、设计与实现1. 材料选择：我们选用高质量的石墨烯和二氧化钒作为超材料的基本组成单元。
通过先进的制备技术，如化学气相沉积、物理气相沉积等，在特定基底上制备出高质量的纳米结构。
2. 结构设计：在结构设计上，我们采用周期性的阵列结构，通过精确控制阵列的尺寸、形状和间距等参数，实现对太赫兹波的精确操控。
3. 调谐机制：通过改变石墨烯的电导率或通过改变温度诱导二氧化钒的相变，我们可以实现对超材料吸收器的调谐。
在石墨烯层中引入外部电场或磁场，可以调整其电导率，从而改变其与太赫兹波的相互作用；而通过改变二氧化钒的温度，可以引发其从绝缘态到金属态的转变，从而改变其光学性质。
四、性能分析经过实验验证，该太赫兹可调谐超材料吸收器具有以下优点：1. 良好的吸收性能：在太赫兹波段具有较高的吸收率，能有效地将入射的电磁波转化为热能。
2. 调谐性：通过调整石墨烯的电导率或二氧化钒的温度，可以实现对吸收器的调谐，使其在不同的频率上工作。
3. 温度稳定性：二氧化钒的相变特性使其在温度变化时仍能保持良好的工作性能。
《基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》范文
《基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》篇一一、引言随着科技的飞速发展，超材料在电磁波谱的各个波段都展现出其独特的性能和应用潜力。
在太赫兹（THz）波段，超材料吸收器由于具有高性能、小型化和集成化等特点，已经广泛应用于各类安全检查、医学成像、能量传输和感知系统中。
本篇论文介绍一种基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器，其独特的性质和潜在的应用前景将得到详细阐述。
二、石墨烯和二氧化钒的特性和应用1. 石墨烯石墨烯是一种二维原子晶体，其优异的导电性能和极高的光学对比度使其成为纳米光子器件的重要材料。
在太赫兹波段，石墨烯的电导率可以通过外部电场进行动态调控，从而实现对太赫兹波的吸收和反射的调控。
2. 二氧化钒（VO2）二氧化钒是一种典型的相变材料，其在一定温度下会从绝缘体变为金属，这种相变过程伴随着显著的电导率和光学性质的变化。
在太赫兹超材料吸收器中，二氧化钒的这种特性可以用于实现吸收器的动态可调谐性。
三、基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器的设计本论文所设计的太赫兹可调谐超材料吸收器，以石墨烯和二氧化钒为主要材料，通过特定的结构设计，实现了对太赫兹波的吸收和反射的动态调控。
具体设计如下：1. 结构设计吸收器由多个周期性的亚波长结构组成，这些结构包含印有石墨烯的金属片，以及金属片上方的二氧化钒薄膜。
通过调整石墨烯和二氧化钒的厚度、金属片的形状和大小等参数，可以实现对太赫兹波的吸收和反射的精确调控。
2. 工作原理在无外加电场的情况下，二氧化钒处于绝缘态，对太赫兹波的吸收较小。
当外加电场作用于石墨烯时，石墨烯的电导率发生变化，从而改变对太赫兹波的吸收和反射。
同时，随着温度的变化，二氧化钒从绝缘态变为金属态，其电导率和光学性质也会发生变化，从而影响对太赫兹波的吸收。
通过同时调整石墨烯和二氧化钒的状态，可以实现太赫兹波的吸收和反射的动态调控。
四、实验结果与讨论通过实验验证了本论文所设计的太赫兹可调谐超材料吸收器的性能。
《2024年基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》范文
《基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》篇一一、引言近年来，随着纳米技术的发展和应用的不断深入，超材料吸收器作为一种新型的光学器件，在众多领域中得到了广泛的应用。
特别是在太赫兹波段，超材料吸收器因其高吸收率、高灵敏度以及可调谐性等特性，成为了研究的热点。
本文将介绍一种基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器，其独特的结构和性质使其在众多领域具有潜在的应用价值。
二、石墨烯和二氧化钒的基本性质石墨烯是一种由单层碳原子构成的二维材料，具有优异的电学、热学和光学性能。
在太赫兹波段，石墨烯的电导率可以通过外部电场进行调控，这使得石墨烯成为制备太赫兹超材料吸收器的理想材料。
二氧化钒（VO2）是一种具有相变特性的材料，在特定温度下，其光学性能会发生显著变化。
这种特性使得二氧化钒在超材料吸收器的制备中具有重要的应用价值。
通过将二氧化钒与石墨烯相结合，可以实现超材料吸收器的可调谐性。
三、基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器的设计与制备我们设计了一种基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器。
该吸收器采用周期性排列的金属-介质-石墨烯-二氧化钒结构。
其中，金属层用于提高太赫兹波的电磁响应，介质层用于调节电磁波的传播路径，石墨烯层用于实现电导率的调控，二氧化钒层则用于实现相变和可调谐性。
制备过程中，首先在基底上制备金属层和介质层，然后在其上覆盖一层石墨烯薄膜。
接着，将二氧化钒薄膜与石墨烯薄膜相接触，形成一个整体结构。
最后，通过外部电场或温度变化来调控石墨烯和二氧化钒的电导率和光学性能，从而实现太赫兹波的吸收和可调谐性。
四、性能分析该太赫兹可调谐超材料吸收器具有高吸收率、高灵敏度和可调谐性等优点。
在太赫兹波的照射下，其吸收率可以达到90%。
《2024年基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》范文
《基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》篇一一、引言随着科技的发展，太赫兹波段的应用日益广泛，其独特的物理特性和广泛的应用前景使得太赫兹技术成为研究热点。
超材料吸收器作为太赫兹技术中的重要组成部分，其性能的优化和功能的拓展一直是科研人员的研究重点。
本文提出了一种基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器，旨在通过新型材料的组合与优化，实现更高效、可调的太赫兹波吸收。
二、材料与方法1. 材料选择本研究所用的主要材料为石墨烯和二氧化钒。
石墨烯具有优异的电学、热学和力学性能，是制备超材料吸收器的理想选择。
二氧化钒则因其独特的相变特性，在太赫兹波段表现出优异的调制性能。
2. 结构设计与制备本吸收器采用周期性金属-介质-金属的三层结构，其中介质层采用石墨烯和二氧化钒的复合材料。
通过精密的纳米加工技术，将石墨烯和二氧化钒按照一定比例混合，并沉积在金属层之间，形成超材料吸收器。
三、实验结果与分析1. 吸收性能分析实验结果表明，基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器在太赫兹波段表现出优异的吸收性能。
通过调整石墨烯和二氧化钒的比例，可以实现对吸收峰的调控，从而实现太赫兹波的灵活吸收。
2. 调谐性能分析由于二氧化钒的相变特性，本吸收器在特定温度下表现出可调谐的吸收性能。
随着温度的变化，二氧化钒的相变导致吸收器的介电性能发生变化，从而实现对太赫兹波的调谐吸收。
这一特性使得本吸收器在动态太赫兹系统中具有广泛的应用前景。
四、讨论本研究的太赫兹可调谐超材料吸收器具有以下优点：一是通过石墨烯和二氧化钒的组合，实现了对太赫兹波的高效吸收；二是通过调整材料比例和温度调控，实现了对太赫兹波的灵活调谐；三是制备工艺简单，成本低廉，有利于大规模生产和应用。
然而，本研究仍存在一些局限性。
首先，石墨烯和二氧化钒的混合比例和制备工艺对吸收器的性能有较大影响，需要进一步优化。
其次，本吸收器的调谐范围和调谐速度还有待提高，以满足更广泛的应用需求。
二氧化钒对异向介质太赫兹调制特性的研究_余萍_熊狂炜
钒的氧化物一直是人们关注的焦点，VO2 由于 其相变温 度 最 接 近 常 温 而 得 到 更 大 关 注［7］。 研 究 者们发现 68℃ 左右，VO2 能发生从绝缘相到金属
相的转变，而且这种转变是可逆的。在转变的过程 中还伴有电学、磁学、光学性能的突变。研究者们 进一步发现 VO2 薄膜具有皮秒量级的绝缘 － 金属 相变特性，如果利用光激发方式，相变速度还可达 飞秒量级［8］。因此 VO2 在太赫兹功能器件方面的 潜在应用引起了大家的关注，而时域太赫兹光谱也 表明 VO2 相变时透过率有很大的改变，说明 VO2 在太赫 兹 调 制 和 开 关 方 面 有 很 强 的 应 用 价 值［9］， 通过 VO2 薄膜与异向介质的组合，研究者们已经 成功研制出了太赫兹开关和调制器［10 － 12］。
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《2024年基于二氧化钒的太赫兹超材料滤波器设计与研究》范文
《基于二氧化钒的太赫兹超材料滤波器设计与研究》篇一一、引言太赫兹（THz）技术是现代通信领域的前沿科技之一，以其特有的宽带特性和穿透能力受到了广泛的关注。
太赫兹超材料，具有出色的电、磁响应特性和极高的精度调控性，是实现THz通信技术中的关键部件。
在众多的超材料器件中，滤波器是其中最为重要的组成部分之一。
本文将重点探讨基于二氧化钒（VO2）的太赫兹超材料滤波器的设计与研究。
二、二氧化钒（VO2）的物理特性二氧化钒（VO2）是一种典型的相变材料，具有优异的物理和化学特性。
在特定温度下，VO2会发生从绝缘体到金属的相变，导致其电导率、折射率等物理参数发生显著变化。
这种特性使得VO2在太赫兹超材料滤波器设计中具有巨大的应用潜力。
三、太赫兹超材料滤波器设计（一）设计原理基于VO2的太赫兹超材料滤波器设计主要利用VO2的相变特性，通过调节其温度或电场强度，改变其电导率和折射率等物理参数，从而实现滤波器的频率响应。
在太赫兹波段，这种设计方法可以实现对特定频率的信号进行筛选和传输。
（二）设计方法1. 结构设计：根据太赫兹波的传播特性和VO2的物理特性，设计出合适的超材料结构，如周期性阵列、双层结构等。
2. 材料选择：选择具有高纯度、高导电性能的VO2材料，并考虑其与太赫兹波的相互作用。
3. 仿真分析：利用电磁仿真软件对设计的滤波器进行仿真分析，优化结构参数和材料性能。
四、实验研究（一）制备工艺采用先进的微纳加工技术，如电子束蒸发、光刻等工艺，制备出基于VO2的太赫兹超材料滤波器。
（二）性能测试通过太赫兹时域光谱仪等设备对制备的滤波器进行性能测试，包括频率响应、插入损耗、回波损耗等指标。
（三）实验结果分析根据实验结果，分析滤波器的性能表现，包括频率响应曲线、插入损耗与回波损耗等数据。
通过对比仿真与实验结果，验证设计的可行性和有效性。
五、结论与展望本文成功设计了基于VO2的太赫兹超材料滤波器，并进行了实验研究。
实验结果表明，该滤波器具有良好的频率响应特性和较低的插入损耗。
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Ｖｏ １ ． ３ ５， Ｎｏ ． １ ２ Ｄｅ ｃ ． ２ ０１ ３
二 氧 化 钒 对 异 向 介 质 太 赫 兹 调 制 特 性 的 研 究
余 萍 ，熊狂炜
（ 华东交通大学 基础 学院 应用物理 系， 江西 南昌 ３ ３ ０ ０ １ ３ ）
摘
要 ：异 向介 质是 由在 介质衬 底表 面上周 期分 布的金 属开 口环组 成 ，它的特 性很 大程 度上
取决于开 口环的结构特性。金属开 口环的谐振特性和组成材料的介 电常数有很 大的关 系，可 以通
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆＢ ａ ｓ ｉ ｃ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ，Ｅ ａ ｓ ｔ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｊ ｉ ａ ｏ ｔ ｏ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｎ ａ ｎ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ３ ３ ０ ０ １ ３ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
太 赫兹 波 是一 种介 于微 波与红 外波 之 间的 电磁 波 ，早 在 ２ Ｏ世 纪 ７ Ｏ年代 就 已经引起 科学 家们 的关 注 … ，但 当时 对 太 赫 兹 波 各 方 面 特 性 的研 究 和 了 解非常 有 限 ，因此 形 成所 谓 的 “ 太 赫 兹 空 白” （ Ｔ ｅ ｒ ａ ｈ ｅ ｒ ｔ ｚ Ｇ ａ ｐ ） 。太 赫 兹 技 术 在 短 距 离 无 线 通 信 、 生 物传 感 、 医疗 诊 断 、材 料 特性光 谱检 测等 方面均
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关键 词 ：异 向介 质 ；金 属 开 口环 ；二氧 化钒 ；太赫兹调制 中图分类号 ：Ｔ ＭＩ ５ ４ ． ４ ，０ ４ １ １ ． ３ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ６ ７ １ — ３ ８ ０ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ）１ ２— ０ ０ ０ ５— ０ ３
Ｔｈｅ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｆ Ｍｅ ｔ ａ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｔｅ ｒ ａ ｈ ｅ ｒ ｔ ｚ Ｍｏ ｄｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｐｒ ｏ ｐｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ Ｏ ｉ ｌ Ｖａ ｎａ ｄ ｉ ｕｎ ｌ Ｏｘ ｉ ｄｅ ＹＵ Ｐ ｉ ｎ ｇ， ＸＩ ＯＮＧ Ｋｕ ａ ｎ ｇ—ｗｅ ｉ
过 改 变 电容 或 电感来 达到调 制 的效果 。研 究 中在 开 １ ： ２ 缝 隙 处插 入 奇 以发 生绝缘 一金 属相 变的 二氧
化钒 （ Ｖ Ｏ ）薄膜，用 Ｃ Ｓ Ｔ软件进行仿真 ，可以看到有明显的调制现象。另外，通过仿真还表明 Ｖ Ｏ ２ 薄膜厚度在 ０ ． １ ｍ以上能达到更好的调制效果。
ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｍｅ ｔ ａ ｌ ｓ ｐ ｌ ｉ ｔ ｉ ｒ ｎ ｇ ，ａ ｎ ｄ ｈｅ ｔ ｍｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ｂ ｙ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｉ ｎ ｇ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｎｃ ａ ｅ ｏ ｒ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ —