VẬT LIỆU BIẾN HÓA HẤP THỤ ĐA ĐỈNH VÀ DẢI RỘNG  BỞI CẤU TRÚC ĐĨA TRÒN TRONG VÙNG KHẢ KIẾN

Tống Bá Tuấn; Bùi Hữu Nguyên; Nguyễn Thị Hậu; Hồ Quỳnh Anh; Vũ Thị Hồng Hạnh; Vũ Đình Lãm; Lê Đắc Tuyên

doi:10.34238/tnu-jst.10627

VẬT LIỆU BIẾN HÓA HẤP THỤ ĐA ĐỈNH VÀ DẢI RỘNG BỞI CẤU TRÚC ĐĨA TRÒN TRONG VÙNG KHẢ KIẾN

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 19/06/24 Ngày hoàn thiện: 10/07/24 Ngày đăng: 11/07/24

Các tác giả

1. Tống Bá Tuấn, Trường Đại học Mỏ - Địa chất
2. Bùi Hữu Nguyên, Trường Đại học Mỏ - Địa chất
3. Nguyễn Thị Hậu, Trường Đại học Mỏ - Địa chất
4. Hồ Quỳnh Anh, Trường Đại học Mỏ - Địa chất
5. Vũ Thị Hồng Hạnh, Trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái Nguyên
6. Vũ Đình Lãm, Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
7. Lê Đắc Tuyên , Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Tóm tắt

Vật liệu biến hóa hấp thụ sóng điện từ đã chứng tỏ tiềm năng quan trọng trong việc che chắn sóng điện từ, làm cảm biến và chuyển đổi năng lượng. Việc tìm ra vật liệu biến hóa hấp thụ sóng điện từ không chỉ đơn giản về thiết kế và chế tạo đồng thời hấp thụ đa đỉnh, dải rộng đang được quan tâm thực hiện. Nghiên cứu này giới thiệu một phương pháp hiệu quả mở rộng dải hấp thụ sóng điện từ của vật liệu biến hóa trong vùng ánh sáng nhìn thấy. Vật liệu biến hóa đề xuất gồm cấu trúc đĩa kim loại tuần hoàn ở mặt trên và tấm kim loại liên tục mặt dưới được ngăn cách bởi lớp điện môi. Tính chất hấp thụ được khảo sát và mô phỏng bằng phần mềm thương mại CST Microwave Studio (Computer Simulation Technology) dựa trên kỹ thuật tích phân hữu hạn (FIT). Kết quả cho thấy hiệu ứng tương tác trường gần có thể làm thay đổi đặc tính hấp thụ. Bằng cách tối ưu vị trí sắp xếp không đối xứng hai đĩa kim loại, dải hấp thụ có thể được mở rộng từ 387,6 đến 579,5 THz (bước sóng 518 - 774 nm) với độ hấp thụ trên 80%. Cơ chế hấp thụ được giải thích dựa trên phân bố dòng điện cảm ứng, phân bố điện trường và hiệu ứng tương tác trường gần. Báo cáo này đề xuất một phương pháp đơn giản và hiệu quả để tạo ra hấp thụ đa đỉnh, hấp thụ dải rộng sử dụng vật liệu biến hóa với cấu trúc dễ chế tạo.

Từ khóa

Vật liệu biến hóa; Hấp thụ sóng điện từ; Cộng hưởng đĩa tròn; Tương tác trường gần; Vùng khả kiến

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] J. Fan, L. Zhang, S. Wei, Z. Zhang, S. K. Choi, B. Song, and Y. Shi, “A review of additive manufacturing of metamaterials and developing trends,” Materials Today, vol. 50, p. 303, 2021.

[2] P. Ball, “Bending the laws of optics with metamaterials: an interview with John Pendry,” National Science Review, vol. 5, pp. 200–202, 2018.

[3] J. Chen, S. Hu, S. Zhu, et al., “Metamaterials: from fundamental physics to intelligent design,” Interdisciplinary Materials, vol. 2, pp. 5-29, 2023.

[4] V. G. Veselago, “The Electrodynamics of Substance with Simultaneously Negative Values of ε and μ,” Sov. Physi. Usp., vol.10, p. 509, 1968.

[5] D. Smith, W. J. Padilla, D. Vier, S. C. Nemat-Nasser, and S. Schultz, “Composite medium with simultaneously negative permeability and permittivity,” Phys. Rev. Lett., vol. 84, p. 4184, 2000.

[6] N. I. Landy, S. Sajuyigbe, J. J. Mock, et al., “Perfect metamaterial absorber,” Phys. Rev. Lett., vol. 100, p. 207402, 2008.

[7] Z. Wang, Y. Wei, and C. Zhang, “Flexible broadband absorber for solar energy harvesting,” Plasmonics, vol. 19, p. 215, 2023.

[8] S. Li, L. Liu, Y. Jiang, C. Tang, C. Gu, and Z. Li, “Ultrathin optically transparent metamaterial absorber for broadband microwave invisibility of solar panels,” J. Phys. D: Appl. Phys., vol. 55, p. 045101, 2021.

[9] T. S. Bui, T. D. Dao, L. H. Dang, L. D. Vu, A. Ohi, T. Nabatame, Y. P. Lee, T. Nagao, and C. V. Hoang, “Metamaterial-enhanced vibrational absorption spectroscopy for the detection of protein molecules,” Sci. Rep., vol. 6, p. 32123, 2016.

[10] T. L. Pham et al., “Dual-band Isotropic Metamaterial Absorber Based on Near-field Interaction in The Ku Band,” Current Applied Physics, vol. 20, pp. 331-336, 2020.

[11] T. V. Do, T. H. Nguyen, V. T. Pham, et al., “Perfect absorber metamaterials: peak, multi-peak and broadband absorption,” Opt. Commun., vol. 322, p. 209, 2014.

[12] A. Ghobadi, S. A. Dereshgi, H. Hajian, B. Bozok, B. Butun, and E. Ozbay, “Ultra-broadband, wide angle absorber utilizing metal insulator multilayers stack with a multi-thickness metal surface texture,” Sci. Rep., vol. 7, p. 4755, 2017.

[13] F. Ding, Y. Cui, X. Ge, Y. Jin, and S. He, “Ultra-broadband microwave metamaterial absorber,” Appl. Phys.Lett., vol. 100, p. 103506, 2012.

[14] J. Wu, “Broadband light absorption by tapered metal-dielectric multilayered grating structures,” Opt. Commun., vol. 365, p. 93, 2016.

[15] D. Lee, H. Jeong, and S. Lim, “Electronically switchable broadband metamaterial absorber,” Sci. Rep., vol. 7, p. 4891, 2017.

[16] H. L. Dang, V. C. Nguyen, D. H. Le, et al., “Broadband metamaterial perfect absorber obtained by coupling effect,” J. Nonlinear Opt. Phys. Mater., vol. 26, p. 1750036, 2017.

[17] Y. Lv, J. Tian, and R. Yang, "Multiband tunable perfect metamaterial absorber realized by different graphene patterns," J. Opt. Soc. Am. B, vol. 38, p. 2409, 2021.

[18] J. Wang, R. Yang, R. Ma, J. Tian, and W. Zhang, "Reconfigurable Multifunctional Metasurface for Broadband Polarization Conversion and Perfect Absorption," IEEE Access, vol. 8, p. 105815, 2020.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.10627

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ