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一维金属超导体光子晶体作为智能窗

DOI：10.1007/s10948-018-4978-z 期刊：Journal of Superconductivity and Novel Magnetism 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 一种用于智能窗的新型电磁波控制结构已成功设计完成。该光子晶体（PC）智能窗由两种不同材料（A为金属、B为超导体）的单元胞构成，通过N周期重复排列。基于特征矩阵法进行数值研究后发现：入射角对透射率具有显著影响——当入射角为10°时，可见光及近红外光透过率超过80%；而当入射角增至60°时，波长大于800nm处开始出现光子带隙（PBG），但可见光透过率仍保持80%以上。研究还分析了透射率与设计周期性和厚度的关系。该结构有望应用于低温环境及航天领域的智能窗。
作者： Arafa H. Aly，Ayman A. Ameen，Hussein A. Elsayed，S. H. Mohamed，Mahi R. Singh
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

设计一种用于智能窗户的新型电磁波控制结构，特别针对低温应用和航天工业，通过研究入射角、周期性和材料厚度对透射率的影响。

研究成果

所设计的1维金属-超导体光子晶体能有效控制电磁波传输，在可见光区域具有高透射率，并能根据入射角度调节红外反射。该材料在太空和低温环境智能窗应用中展现出潜力，但最佳性能需要特定条件，如较低的银层厚度和较高的工作温度。

研究不足

该研究基于数值模拟和理论建模，而非实验验证。由于使用了超导体，其应用仅限于低温环境（约134K），且性能可能对材料特性和制造约束较为敏感。该设计可能不适用于所有环境，尤其是需要更高温度的场景。

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