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全介质太赫兹超表面中的可调谐连续态束缚态

DOI：10.3390/nano10040623 期刊：Nanomaterials 出版年份：2020 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 本文提出并理论验证了一种由单元结构中分裂间隙条组成的可调谐太赫兹介质超表面。通过打破单元结构面内对称性激发连续体中的准束缚态（准BIC），可实现尖锐的高品质法诺共振。随着结构不对称参数减小至消失，计算得到的本征模光谱显示共振从法诺模式转变为对称性保护的BIC模式，且辐射品质因数遵循平方反比定律。此外，结合单层石墨烯和钛酸锶材料，可独立调控准BIC法诺共振——通过调节石墨烯费米能级控制共振幅度，通过控制钛酸锶材料温度调节共振频率。该结构在调制器、开关和传感器等可调谐器件领域具有广泛应用前景。
作者： Xu Chen，Wenhui Fan
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

展示一种由分裂间隙条阵列、STO薄膜和单层石墨烯构建的可调谐太赫兹介质超表面，该结构能在间隙中实现具有高Q因子的准束缚态诱导透明费米共振，并产生强局域电??；同时通过分别调控石墨烯的费米能级和STO薄膜的温度，实现对准束缚态诱导透明费米共振的振幅与共振频率的独立调节。

研究成果

该研究成功展示了一种可调谐太赫兹介质超表面，其准束缚态诱导透明法诺共振的振幅与共振频率可独立调控。当费米能级从0 eV移动至0.15 eV时，透射振幅可在16.17%至66.08%范围内调节；当STO薄膜温度从270 K升至390 K时，共振频率可在0.6108 THz至0.6458 THz范围内调谐。这为准束缚态诱导透明法诺共振超表面的主动调控开辟了新途径，将有助于设计调制器、滤波器和生物传感器等多功能器件。

研究不足

该研究是理论性的，依赖于模拟，可能无法完全捕捉所有现实世界的物理现象。需要实验验证来确认这些发现。

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