Nghiên cứu điều khiển biên độ và tần số hấp thụ sóng điện từ của vật liệu biến hóa trong vùng tần số quang học​

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC ĐINH THỊ NGA NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN BIÊN ĐỘ VÀ TẦN SỐ HẤP THỤ SÓNG ĐIỆN TỪ CỦA VẬT LIỆU BIẾN HÓA TRONG VÙNG TẦN SỐ QUANG HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ THÁI NGUYÊN – 2020 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC ĐINH THỊ NGA NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN BIÊN ĐỘ VÀ TẦN SỐ HẤP THỤ SÓNG ĐIỆN TỪ CỦA VẬT LIỆU BIẾN HÓA TRONG VÙNG TẦN SỐ QUANG HỌC Chuyên ngành: Quang học Mã số: 44 01 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ Cán hướng dẫn khoa học: 1.TS Bùi Xuân Khuyến 2.TS Nguyễn Thị Hiền THÁI NGUYÊN – 2020 i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu hướng dẫn TS Bùi Xuân Khuyến TS Nguyễn Thị Hiền Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác HỌC VIÊN ĐINH THỊ NGA ii LỜI CẢM ƠN Trước tiên, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc chân thành tới TS Bùi Xuân Khuyến TS Nguyễn Thị Hiền Thầy ln tận tình hướng dẫn, định hướng kịp thời tạo điều kiện thuận lợi suốt trình thực cơng bố cơng trình khoa học để tơi hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn hỗ trợ nhiệt tình thành viên nhóm nghiên cứu MetaGroup – IMS hướng dẫn GS.TS Vũ Đình Lãm Viện Khoa học Vật liệu – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Tôi xin chân thành cảm ơn Viện Khoa học Vật liệu, Học Viện Khoa học Công nghệ đặc biệt Khoa Vật lý Công nghệ – Trường Đại học Khoa học (Đại học Thái Nguyên) tạo điều kiện thuận lợi môi trường khoa học chuyên nghiệp, sở vật chất, hỗ trợ kinh phí thủ tục hành thuận lợi trình nghiên cứu học tập Cuối cùng, tơi xin gửi lịng biết ơn đến gia đình ln tin tưởng nguồn động lực to lớn để hoàn thành luận văn HỌC VIÊN ĐINH THỊ NGA iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ vi MỞ ĐẦU CHƯƠNG I – TỔNG QUAN VẬT LIỆU BIẾN HÓA (METAMATERIALs) 1.1 Định nghĩa, nguyên lý để tạo vật liệu biến hóa 1.2 Vật liệu biến hóa hấp thụ tuyệt đối sóng điện từ 1.3 Sự phối hợp trở kháng vật liệu hấp thụ với môi trường 12 1.4 Cơ chế tiêu tán lượng MPAs 14 1.5 Cơ chế hấp thụ MPAs 15 1.6 Vật liệu biến hoá hoạt động vùng quang học 16 CHƯƠNG II – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 2.1 Phương pháp mô 21 2.2 Phương pháp thực nghiệm vùng tần số thấp GHz 24 CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27 3.1 Điều khiển biên độ tần số hấp thụ dựa hiệu ứng chuyển đổi phân cực 27 3.2 Tối ưu MPA hấp thụ ánh sáng dải kép 38 KẾT LUẬN CHUNG 45 HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 46 CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt CW Cut-wire Dây bị cắt CWP Cut-wire pair Cặp dây bị cắt Computer simulation Cơng nghệ mơ technology máy tính CST Lý thuyết môi trường hiệu EMT Effective Medium Theory LHM Left-hand metamaterial Vật liệu có chiêt suất âm Finite Integration Technique Kỹ thuật tích phân hữu hạn CWP Cut-wirepair Cấu trúc cặp kim loại MM Metamaterial Vật liệu biến hóa MPA Metamaterial perfect absorber TE Transverse Electric Điện trường ngang TM Transverse Magnetic Từ trường ngang SRR Split-ring resonator Vịng cộng hưởng có rãnh FIT dụng Vật liệu biến hóa hấp thụ tuyệt đối sóng điện từ Cấu trúc đĩa tròn kết hợp SRD Split Ring Disk với vòng cộng hưởng có rãnh v DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Tham số Drude cho kim loại thường dùng cho thiết kế [54] 23 Bảng 3.1 Thông số mạch hiệu dụng diode varactor SMV2019-079LF 29 vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Lịch sử nghiên cứu phát triển MPA [19] Hình 1.2 Minh họa biến đổi cấu trúc từ CWP hình vng, CWP hình bát giác CWP hình kim cương thu cách giảm dần tham số hình dạng m [4] Hình 1.3 Phổ hấp thụ phần ảo độ điện thẩm phần ảo độ từ thẩm CWP hình kim cương [46] 10 Hình 1.4 (a) Ơ sở (b) Phổ phản xạ (xanh lục), phổ truyền qua (xanh lam) phổ hấp thụ (màu đỏ) MPA tìm Landy năm 2008 Độ hấp thụ A tính tốn từ độ phản xạ R độ truyền qua T (A = – T – R) [4] 11 Hình 1.5 Minh hoạ phối hợp trở kháng hoàn hảo vật liệu biến hóa với mơi trường hoạt động với cấu trúc hình lập phương hình trụ 13 Hình 1.6 Minh hoạ phân bố tổn hao Ohmic tổn hao điện môi tần số cộng hưởng vùng tần số GHz [4] 15 Hình 1.7 (a) Sơ đồ cấu trúc vật liệu meta hấp thụ đỉnh Một lớp hạt vàng màng vàng, ngăn cách lớp điện môi Al2O3 (b) Phổ hấp thụ đo (trên) mô (dưới) cấu trúc hấp thụ góc tới 20 ° (c) Giản đồ ánh sáng với góc phân cực θ tới cấu trúc vòng cộng hưởng - đĩa tròn (d) Sự hấp thụ băng tần kép cấu trúc hấp thụ đề xuất (vạch xanh lam) quang phổ hấp thụ khí (vạch đỏ) (e) Cấu trúc ô sở chất hấp thụ dựa bốn cộng hưởng hình chữ thập (f) Độ hấp thụ đo cấu trúc với bốn cộng hưởng hình chữ thập (g) Sơ đồ cấu trúc hấp thụ băng tần rộng hình thành màng kim loại trình lắng đọng phún xạ (h) Phổ hấp thụ (nét liền) phổ phản xạ (nét đứt) MMA Inset: ảnh quang học chất hấp thụ có kích thước 2x2cm2 18 vii Hình 2.8 Sơ đồ trình nghiên cứu vật liệu biến hóa hấp thụ sóng điện từ 20 Hình 2.2 Minh hoạ phân bố từ trường bề mặt vật liệu biến hóa vị trí tần số cộng hưởng quan sát CST 22 Hình 2.3 Sơ đồ bố trí phép đo phản xạ sử dụng hệ đo Vector Network Analyzer ZNB20 đặt Viện Khoa học vật liệu 25 Hình 3.1 Thiết kế ba chiều ô đơn vị với thông số cấu trúc tối ưu hóa: L = 24,5, a = 22, b = 11, d = 1,2, g = 4, m = 0,5, n = 0,5, t = 1,6 tm = 0,035 mm (b) Mơ hình tương đương đơn giản hóa diode SMV2019-079LF (c) Mẫu chế tạo tích hợp với tụ điện (d) bố trí thí nghiệm đo tương ứng, cách sử dụng Vector Network Analyzer ZNB20 (1 - 18 GHz) 28 Hình 3.2 Đối với chế độ PA, kết mô (a) hệ số phản xạ đồng phân cực - phân cực chéo (b) độ hấp thụ tương ứng cho cấu trúc MM lai hóa điện áp 0V, (c), (d) cấu trúc MM thứ bao gồm bề mặt meta với hai khe 30 Hình 3.3 Đối với chế độ PC, (a) kết mô hệ số phản xạ Rvu Ruu, (b) PCR cho cấu trúc MM lai hóa điện áp ngược -19 V đặt vào Kết mô đo (c) Rvu, Ruu, (d) PCR cho cấu trúc MM thứ với khe bề mặt meta 31 Hình 3.4 Kết mơ phụ thuộc (a) hệ số phản xạ đồng phân cực Ruu hệ số phản xạ phân cực chéo Rvu, (b) PCR tương ứng cấu trúc MM lai hóa, điện áp phân cực thay đổi từ đến -19 V Kết đo (c) hệ số phản xạ (d) PCR điện áp ngược -4 V 33 Hình 3.5 (a) Sơ đồ trực quan chuyển đổi phân cực u sang v (b) Độ lớn hệ số phản xạ u hệ số phản xạ v Các pha (c) hệ số phản xạ đồng phân cực (d) hệ số phản xạ phân cực chéo vectơ điện trường sóng điện từ tới dọc theo trục u v 34 viii Hình 3.6 Sự phân bố dịng điện bề mặt cảm ứng bề mặt tần số cộng hưởng (a) 3.7, (b) 5.7 (c) 6.0 GHz trường hợp chế độ PA (khơng có điện áp) (d) 4.0 GHz cho chế độ PC (ở điện áp -19) 36 Hình 3.7 Phân bố mật độ tổn hao lượng (a) 3.7 (b) 5.7 (c) 6.0 GHz chế độ PA (khơng có điện áp) (d) 4.0 GHz chế độ PC (điện áp -19 V) 37 Hình 3.8 Nghiên cứu sâu dải tần THz (a) chế độ PA cách sử dụng MM thứ giảm kích thước (b) chế dộ PC cách sử dụng cấu trúc MM thứ hai giảm kích thước 38 Hình 3.9 Cấu trúc sở vật liệu biến hóa hấp thụ tuyệt đối sóng điện từ cấu tạo từ kim loại điện môi 39 Hình 3.10 Phổ hấp thụ cấu trúc hai kim loại xếp theo phương: (a) dọc (b) ngang 40 Hình 3.11 Phổ hấp thụ cấu trúc vật liệu biến hóa đề xuất với tham số w = 0.05 µm, a = 0.3 μm, td = 0.025 µm, tm = 0.006 μm 41 Hình 3.12 Ảnh hưởng (a) độ dày lớp điện môi, (b) độ dày lớp kim loại (c) kích thước sở đến phổ hấp thụ MPA Error! Bookmark not defined Hình 3.13 Ảnh hưởng độ rộng (a) độ dài (b) kim loại đến phổ hấp thụ cấu trúc vật liệu đề xuất 43 Hình 3.14 Ảnh hưởng vật liệu kim loại cấu thành đến phổ hấp thụ cấu trúc đề xuất 44 41 Hình 3.11 Phổ hấp thụ cấu trúc vật liệu biến hóa đề xuất với tham số w = 0.05 µm, a = 0.3 μm, td = 0.025 µm, tm = 0.006 μm Chúng tơi tiếp tục nghiên cứu phụ thuộc phổ hấp thụ vào tham số cấu trúc nhằm điều khiển tần số biên độ hấp thụ, hướng tới đạt hấp thụ dải rộng Hình 3.12 3.13 thể phụ thuộc phổ hấp thụ vào tham số cấu trúc Có thể thấy rằng, độ dày lớp điện mơi td tăng từ 0.2 µm đến 0.35 µm độ hấp thụ bị suy giảm [Hình 3.12(a)] Tuy nhiên, độ dày lớp điện môi 0.25 µm, độ hấp thụ đạt đến 100% Đồng thời, độ dày lớp kim loại tm thay đổi, độ hấp thụ đỉnh thứ hai trì giá trị 100% với dịch chuyển tần số hấp thụ từ 714.4 THz 690.4 THz đỉnh hấp thụ thứ đạt 96.2% dịch chuyển tần số 526.8 THz [Hình 3.12(b)] Từ kết Hình 3.12(c), kích thước sở 0.2 µm, cấu trúc vật liệu gần không hấp thụ sóng điện từ vùng tần số khảo sát Kích thước tối ưu thu a = 0.3 µm độ hấp thụ giảm kích thước sở tăng lên 0.5 µm 42 Hình 3.12 Ảnh hưởng (a) độ dày lớp điện môi, (b) độ dày lớp kim loại (c) kích thước sở đến phổ hấp thụ MPA 43 Hình 3.13 Ảnh hưởng độ rộng (a) độ dài (b) kim loại đến phổ hấp thụ cấu trúc vật liệu đề xuất Trong nghiên cứu ảnh hưởng kích thước cấu trúc kim loại mặt trước ảnh hưởng đến độ hấp thụ, kết cho thấy, chiều rộng kim loại x tăng, độ hấp thụ đỉnh thứ có xu hướng tăng đạt 100% x = 0.5 µm Hấp thụ vị trí tần số cao có xu hướng bị dịch dần tần số thấp đạt 100% x = 0.5 µm [Hình 3.13(a)] Trong đó, độ dài kim loại y tăng, đỉnh hấp thụ tần số cao gần không bị ảnh hưởng, đỉnh hấp thụ thứ bị dịch dần phía tần số cao độ hấp thụ đạt lớn 90% dải phổ rộng từ 610.4 THz đến 745.6 THz (135 THz) [như quan sát Hình 3.13(b)] Các kết cho thấy đỉnh hấp thụ thứ chịu ảnh hưởng mạnh độ dài kim loại đỉnh thứ hai phụ thuộc vào độ rộng Xu hướng phụ thuộc phổ hấp thụ thay lớp kim loại thể Hình 3.14 Các kim loại Au, Ag Al cho phổ hấp thụ gần hoàn toàn giống kim loại Pt Ta cho độ hấp thụ tương tự 44 thấp ba kim loại lại Kết xác nhận vai trò tiêu tán lượng hấp thụ từ ánh sáng tới, bên cạnh tiêu tán lớp điện môi Đây kết quan trọng định hướng lựa chọn vật liệu để hướng đến chế tạo thực nghiệm phù hợp với yêu cầu thiết bị mong muốn Hình 3.14 Ảnh hưởng vật liệu kim loại cấu thành đến phổ hấp thụ cấu trúc đề xuất 45 KẾT LUẬN CHUNG Trong luận văn này, số kết nghiên cứu thu sau: - Chúng đánh giá thiết bị chuyển đổi PA/PC sử dụng bề mặt meta cộng kép tần số GHz THz Bằng cách thay đổi điện áp đặt vào diode biến dung, chức kép PA PC kích hoạt sử dụng cấu trúc MM lai hóa Kết chúng tơi thu thiết bị có khả chuyển đổi hấp thụ cao ba đỉnh chuyển đổi phân cực 90 độ Cơ chế chuyển đổi làm rõ thông qua nghiên cứu phân bố mật độ dòng điện bề mặt tổn hao lượng cộng hưởng từ MM Đặc biệt, giá trị cao 90% PCR trùng hợp mô thực nghiệm - Chúng phát triển mơ hình cấu trúc kết hợp gồm kim loại tạo hai đỉnh hấp thụ tuyệt đối mode TE TM tần số 541.2 THz (với độ hấp thụ đạt 100%) đỉnh hấp thụ tần số 715.2 THz (độ hấp thụ 100%) Bằng cách thay đổi tham số cấu trúc vật liệu, biên độ tần số hấp thụ điều khiển cách hiệu vùng tần số khả kiến Các kết đạt luận văn tảng quan trọng để phát triển hệ siêu thiết bị tiên tiến tương lai hoạt động dải GHz, THz quang học 46 HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Trên sở kết đạt từ luận văn, số vấn đề nghiên cứu tiếp sau cần phát triển bao gồm: - Nghiên cứu phát triển đa dạng công nghệ chế tạo (giá thành rẻ tiết kiệm thời gian) vật liệu MPAs hoạt động vùng quang học - Nghiên cứu công nghệ tích hợp vật liệu plasmonic hai chiều (2DP) vào cấu trúc MPAs nhằm: kiểm soát biến đổi biên độ tần số phổ hấp thụ thông qua chiều dày vật liệu 2DP sử dụng; không cần sử dụng mặt nạ để tiết kiệm chi phí thời gian chế tạo; điều khiển tính chất hấp thụ thay hồn tồn lớp kim loại 2DPs tuần hoàn - Hiện thực hóa hấp thụ hai chiều dựa cấu trúc đẳng hướng; điều khiển biên độ tần số hấp thụ dựa tác động ngoại vi (cơ nhiệt, điện, quang pha tạp); - Điều khiển hiệu ứng chuyển đổi phân cực cấu trúc bất đối xứng vùng tần số khả kiến 47 CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN ULTRATHIN PERFECT ABSORBER BASED ON INTEGRATED METAMATERIAL, Tran Tien Lam, Dinh Thi Nga, Dinh Van Thien, Nguyen Sy Khiem, Bui Xuan Khuyen, Bui Son Tung, Vu Dinh Lam, Vietnam Journal of Science and Technology58(5) (2020) 571-577 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO Duan, Z., et al., Research progress in reversed Cherenkov radiation in double-negative metamaterials Progress in electromagnetics research, 2009 90: p 75-87 Fang, N., et al., Sub–diffraction-limited optical imaging with a silver superlens Science, 2005 308(5721): p 534-537 Deng, T., et al., Tunable reflector with active magnetic metamaterials Optics Express, 2014 22(6): p 6287-6295 Landy, N.I., et al., Perfect metamaterial absorber Physical review letters, 2008 100(20): p 207402 Munk, B., Theory and design New York: John Wiley&Sons, 2000 Zhang, Y., et al., A flexible metamaterial absorber with four bands and two resonators Journal of Alloys and Compounds, 2017 705: p 262-268 Liu, Y., et al., A novel miniaturized Vivaldi antenna using tapered slot edge with resonant cavity structure for ultrawideband applications IEEE Antennas and Wireless propagation letters, 2016 15: p 1881-1884 Van Hieu, N., V.D Lam, and N.T Tung, Isotropic metamaterial absorber using cut-wire-pair structures Applied Physics Express, 2015 8(3): p 032001 Lam, V., et al., Left-handed behavior of combined and fishnet structures Journal of Applied Physics, 2008 103(3): p 033107 10 Manh, C.T., Electromagnetic Coupling Reduction between Millimeter Microstrip Antennas using High Impedance Surface International Journal of Scientific & Engineering Research, J Ei Commum, 2012 163: p 2229-5518 11 Ashcroft, N and N Mermin, Solid State Physics (Saunders College, Philadelphia) Google Scholar, 1976: p 404 49 12 Khanna, S and P Jena, Assembling crystals from clusters Physical review letters, 1992 69(11): p 1664 13 Mintmire, J.W., B.I Dunlap, and C.T White, Are fullerene tubules metallic? Physical review letters, 1992 68(5): p 631 14 Novoselov, K.S., et al., Electric field effect in atomically thin carbon films science, 2004 306(5696): p 666-669 15 Lombardi, J.P and R.A Coutu, Investigations Into 1D and 2D Metamaterials at Infrared Wavelengths, in MEMS and Nanotechnology, Volume 2011, Springer p 151-158 16 Veselago, V., " Тhe Electrodynamics of Substances with Simultaneously Negative Values of and", Sov Phys Usp., vol 10, рр 509 1968 17 Ziolkowski, R.W., Pulsed and CW Gaussian beam interactions with double negative metamaterial slabs Optics Express, 2003 11(7): p 662-681 18 Chen, J., et al., Observation of the inverse Doppler effect in negative-index materials at optical frequencies Nature Photonics, 2011 5(4): p 239-242 19 Watts, C.M., X Liu, and W.J Padilla, Metamaterial electromagnetic wave absorbers Advanced materials, 2012 24(23): p OP98-OP120 20 Veselago, V.G., The Electrodynamics of Substances with Simultaneously Negative Values of Img Align= Absmiddle Alt= ϵ Eps/Img and μ PhysicsUspekhi, 1968 10(4): p 509-514 21 Pendry, J.B., et al., Extremely low frequency plasmons in metallic mesostructures Physical review letters, 1996 76(25): p 4773 22 Pendry, J.B., et al., Magnetism from conductors and enhanced nonlinear phenomena IEEE transactions on microwave theory and techniques, 1999 47(11): p 2075-2084 23 Smith, D.R., et al., Composite medium with simultaneously negative permeability and permittivity Physical review letters, 2000 84(18): p 4184 50 24 Soukoulis, C.M and M Wegener, Past achievements and future challenges in the development of three-dimensional photonic metamaterials Nature photonics, 2011 5(9): p 523-530 25 Pendry, J.B., Negative refraction makes a perfect lens Physical review letters, 2000 85(18): p 3966 26 Pendry, J.B., D Schurig, and D.R Smith, Controlling electromagnetic fields science, 2006 312(5781): p 1780-1782 27 Zhang, S., et al., Plasmon-induced transparency in metamaterials Physical review letters, 2008 101(4): p 047401 28 Fleck, N., et al., Scopus-Results: EXACTSRCTITLE (acta materialia) OR SRCTITLE (ac http://www scopus com scopeesprx elsevier com/results/results url? cc= Acta Metallurgica et materialia, 1994 42(2): p 475-487 29 Ziolkowski, R.W and A.D Kipple, Reciprocity between the effects of resonant scattering and enhanced radiated power by electrically small antennas in the presence of nested metamaterial shells Physical Review E, 2005 72(3): p 036602 30 Johnson, M., A Bily, and N Kundtz Predictive modeling of far-field pattern of a metamaterial antenna in 2014 8th International Congress on Advanced Electromagnetic Materials in Microwaves and Optics 2014 IEEE 31 Landy, N., et al., Design, theory, and measurement of a polarizationinsensitive absorber for terahertz imaging physical review B, 2009 79(12): p 125104 32 Li, H., et al., Ultrathin multiband gigahertz metamaterial absorbers Journal of Applied Physics, 2011 110(1): p 014909 33 Li, L., Y Yang, and C Liang, A wide-angle polarization-insensitive ultrathin metamaterial absorber with three resonant modes Journal of Applied Physics, 2011 110(6): p 063702 51 34 Wang, B., T Koschny, and C.M Soukoulis, Wide-angle and polarizationindependent chiral metamaterial absorber Physical Review B, 2009 80(3): p 033108 35 Kim, Y.J., et al., Dual broadband metamaterial absorber Optics express, 2015 23(4): p 3861-3868 36 Hedayati, M.K., et al., Design of a perfect black absorber at visible frequencies using plasmonic metamaterials Advanced Materials, 2011 23(45): p 5410-5414 37 Zhi Cheng, Y., et al., Design, fabrication and measurement of a broadband polarization-insensitive metamaterial absorber based on lumped elements Journal of Applied Physics, 2012 111(4): p 044902 38 Ramakrishna, S.A and T.M Grzegorczyk, Physics and applications of negative refractive index materials 2008: CRC press 39 Schweizer, H., et al., Negative permeability around 630 nm in nanofabricated vertical meander metamaterials physica status solidi (a), 2007 204(11): p 3886-3900 40 Linden, S., et al., Magnetic response of metamaterials at 100 terahertz Science, 2004 306(5700): p 1351-1353 41 Su, Z., J Yin, and X Zhao, Terahertz dual-band metamaterial absorber based on graphene/MgF multilayer structures Optics express, 2015 23(2): p 1679-1690 42 Lam, V., et al., Dependence of the distance between cut-wire-pair layers on resonance frequencies Optics express, 2008 16(8): p 5934-5941 43 Zhou, J., et al., Unifying approach to left-handed material design Optics Letters, 2006 31(24): p 3620-3622 44 Lee, Y.P., et al., Metamaterials for perfect absorption Vol 236 2016: Springer 45 Lee, Y.P., et al., Polarization-Independent and Wide-Incident-Angle Metamaterial Perfect Absorber, in Metamaterials for Perfect Absorption 2016, Springer p 143-167 52 46 Thuy, U., et al., Large-area cost-effective lithography-free infrared metasurface absorbers for molecular detection APL Materials, 2019 7(7): p 071102 47 Smith, D., et al., Electromagnetic parameter retrieval from inhomogeneous metamaterials Physical review E, 2005 71(3): p 036617 48 Do, T.V., et al., Design, fabrication and characterization of a perfect absorber using simple cut-wire metamaterials Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology, 2012 3(4): p 045014 49 Studio, M., Cst-computer simulation technology Bad Nuheimer Str, 2008 19(64289) 50 Cendes, Z The development of HFSS in 2016 USNC-URSI Radio Science Meeting 2016 IEEE 51 Kan, D., Multiphysics Simulation Software COMSOL Multiphysics, Copyright, 2008 52 Shrekenhamer, D., W.-C Chen, and W.J Padilla, Liquid crystal tunable metamaterial absorber Physical review letters, 2013 110(17): p 177403 53 Liu, X., et al., Infrared spatial and frequency selective metamaterial with near-unity absorbance Physical review letters, 2010 104(20): p 207403 54 Ordal, M.A., et al., Optical properties of the metals al, co, cu, au, fe, pb, ni, pd, pt, ag, ti, and w in the infrared and far infrared Applied optics, 1983 22(7): p 1099-1119 55 Hu, C., et al., Investigation on the role of the dielectric loss in metamaterial absorber Optics Express, 2010 18(7): p 6598-6603 56 Chen, X., et al., Robust method to retrieve the constitutive effective parameters of metamaterials Physical review E, 2004 70(1): p 016608 57 de Paula, A.L., M.C Rezende, and J.J Barroso Modified Nicolson-RossWeir (NRW) method to retrieve the constitutive parameters of low-loss 53 materials in 2011 SBMO/IEEE MTT-S international microwave and optoelectronics conference (IMOC 2011) 2011 IEEE 58 Tao, H., et al., Highly flexible wide angle of incidence terahertz metamaterial absorber: Design, fabrication, and characterization physical review B, 2008 78(24): p 241103 59 Hao J, Wang J, Liu X, Padilla WJ, Zhou L and Qiu M 2010 High performance optical absorber based on a lasmonic metamaterial Appl Phys Lett 96 251104 60 Chen Y, Li X, Luo X, Maier SA and Hong M 2015 Tunable near-infrared plasmonic perfect absorber based on phase-change materials, Photonics Res 54-7 61 Park JW, Van Tuong P, Rhee JY, Kim KW, Jang WH, Choi EH, Chen LY and Lee Y 2013 Multi-band metamaterial absorber based on the arrangement of donut-type resonators, Opt Express 21 9691-702 62 He H, Shang X, Xu L, Zhao J, Cai W, Wang J, Zhao C and Wang L 2020 Thermally switchable bifunctional plasmonic metasurface for perfect absorption and polarization conversion based on VO2, Opt Express 28 4563-70 63 Meng H, Lin Q, Xue X, Lian J, Liu G, Xu W, Zhai X, Liu Z, Chen J, Li H and Shang X 2020 Ultrathin multi-band coherent perfect absorber in graphene with high-contrast gratings, Opt Express 28 24285-97 64 Luo X, Liu Z, Cheng Z, Liu J, Lin Q and Wang L 2018 Polarizationinsensitive and wide-angle broadband absorption enhancement of molybdenum disulfide in visible regime, Opt Express 26 33918-29 65 Singh PK, Korolev KA, Afsar MN and Sonkusale S 2011 Single and dual band 77/95/110 GHz metamaterial absorbers on flexible polyimide substrate Appl Phys Lett 99 264101 66 Zhu W, Zhao X, Gong B, Liu L and Su B 2011 Optical metamaterial absorber based on leaf-shaped cells Appl Phys A 102 147-51 54 67 Bhattacharyya S, Ghosh S and Vaibhav Srivastava K 2013 Triple band polarization-independent metamaterial absorber with bandwidth enhancement at X-band J Appl Phys 114 094514 68 Luo M, Shen S, Zhou L, Wu S, Zhou Y and Chen L 2017 Broadband, wide-angle, and polarization-independent metamaterial absorber for the visible regime Opt Express 25 16715-24 69 Dayal G and Ramakrishna SA 2014 Flexible metamaterial absorbers with multi-band infrared response J Phys D: Appl Phys 48 035105 70 Zhu W and Zhao X 2009 Metamaterial absorber with dendritic cells at infrared frequencies J Opt Soc Am B 26 2382-5 71 Kim J, Han K and Hahn JW 2017 Selective dual-band metamaterial perfect absorber for infrared stealth technology Sci Rep 1-9 72 Zheng HY, Jin XR, Park JW, Lu YH, Rhee JY, Jang WH, Cheong H and Lee YP 2012 Tunable dual-band perfect absorbers based on extraordinary optical transmission and Fabry-Perot cavity resonance, Opt Express 20 24002-9 73 Liu Z, Tang P, Liu X, Yi Z, Liu G, Wang Y and Liu M 2019 Truncated titanium/semiconductor cones for wide-band solar absorbers Nanotechnology 30 305203 74 Jiang X, Wang T, Zhong Q, Yan R and Huang X 2020 A near-ideal solar selective absorber with strong broadband optical absorption from UV to NIR Nanotechnology 31 315202 75 Butun S and Aydin K 2014 Structurally tunable resonant absorption bands in ultrathin broadband plasmonic absorbers Opt Express 22 19457-68 76 Lei L, Li S, Huang H, Tao K and Xu P 2018 Ultra-broadband absorber from visible to near-infrared using plasmonic metamaterial Opt Express 26 5686-93 77 Ma W, Wen Y and Yu X 2013 Broadband metamaterial absorber at midinfrared using multiplexed cross resonators Opt Express 21 30724-30 55 78 Chen S, Cheng H, Yang H, Li J, Duan X, Gu C and Tian J 2011 Polarization insensitive and omnidirectional broadband near perfect planar metamaterial absorber in the near infrared regime Appl Phys Lett 99 253104 79 Liu Z, Liu X, Huang S, Pan P, Chen J, Liu G and Gu G 2015 Automatically acquired broadband plasmonic-metamaterial black absorber during the metallic film-formation ACS Appl Mater Interfaces 4962-8 80 Zhao J, Cheng Q, Chen J, Qi M Q, Jiang W X, and Cui T J 2013 New J Phys 15, 043049 81 Huang X, Chen J, and Yang H 2017 J Appl Phys 122 043102 82 Shrekenhamer D, Chen W-C, and Padilla W J 2013 Phys Rev Lett 110 177403 83 Nouman M, Kim H, Woo J, Woo J M, Hwang J H, Kim D, and Jang J-H 2016 Sci Rep 26452 ... ĐINH THỊ NGA NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN BIÊN ĐỘ VÀ TẦN SỐ HẤP THỤ SÓNG ĐIỆN TỪ CỦA VẬT LIỆU BIẾN HÓA TRONG VÙNG TẦN SỐ QUANG HỌC Chuyên ngành: Quang học Mã số: 44 01 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ Cán hướng... mạch điện tử chức bên thiết bị hoạt động từ GHz đến THz: lọc, khuếch đại, điều biến? ??) 4 Mục tiêu luận văn: Nghiên cứu điều khiển biên độ tần số hấp thụ sóng điện từ vật liệu biến hóa vùng tần số. .. đối sóng điện từ Hình 1.1 Lịch sử nghiên cứu phát triển MPA [19] Vật liệu biến hóa hấp thụ tuyệt đối sóng điện từ vật liệu có khả hấp thụ hồn tồn lượng sóng điện từ chiếu tới Cơ chế hoạt động