Tính chất của vật liệu biến hóa được quyết định bởi hình dạng và cấu trúc cộng hưởng giả nguyên tử mà ít phụ thuộc vào tính chất của vật liệu tạo thành. Tuy nhiên, mỗi cấu trúc cộng hưởng phải có kích thước nhỏ hơn so với bước sóng hoạt động và thường sử dụng kỹ thuật quang khắc từ trên xuống (top-down), vốn đã giới hạn khả năng chế tạo trong vùng tần số cao THz và ánh sáng nhìn thấy.
Tại Việt Nam, các nghiên cứu bằng thực nghiệm vật liệu biến hóa tập trung chủ yếu trong vùng tần số GHz do kích thước của vật liệu khá lớn nên thuận lợi trong chế tạo khi sử dụng phương pháp quang khắc thông thường [10-14]. Tuy nhiên, đối với vùng tần số THz và ánh sáng nhìn thấy vùng có nhiều ứng dụng trong quân sự, kiểm tra an ninh, y sinh, năng lượng, cảm biến,… kích thước cỡ từ m đến nm nên để chế tạo nếu vẫn sử dụng phương pháp quang khắc thì đòi hỏi công nghệ cao. Các thiết bị công nghệ này ở điều kiện Việt Nam còn rất hạn chế, đặc biệt là khi chế tạo trong vùng khả kiến.
Vật liệu biến hóa hấp thụ dải rộng từ vùng ánh sáng nhìn thấy đến vùng hồng ngoại gần sử dụng cấu trúc dạng hình vuông của vật liệu Ti-SiO2 đã được nghiên cứu [45]. Hình 1.10(a) và 1.10(b) là cấu trúc ô cơ sở hình vuông cạnh 250 nm, có 3 lớp vật liệu Al, SiO2 và Ti. Phổ hấp thụ với các góc tới khác nhau cho phân cực điện (TE) và phân cực từ (TM) lần lượt được mô tả trên Hình 1.10(c) và 1.10(d). Dải hấp thụ rộng với độ hấp thụ trên 97% được gây ra bởi sự kích thích của cộng hưởng plasmon bề mặt kim loại kết hợp với cộng hưởng Fabry-Perot giữa hai lớp kim loại.
Tuy nhiên thông thường phương pháp chế tạo vật liệu biến hóa hoạt động vùng ánh sáng nhìn thấy sử dụng kỹ thuật quang khắc từ trên xuống, đòi hỏi thiết bị đắt tiền. Khó thực hiện tại Việt Nam. Dựa trên các kết quả về chế tạo tinh thể quang tử opal bằng phương pháp tự sắp xếp từ dưới lên, chúng tôi đề xuất phương pháp chế tạo vật liệu biến hóa hấp thụ sóng điện từ hoạt động trong vùng ánh sáng nhìn thấy bằng phương pháp từ dưới lên.
Hình 1. 10. (a), (b) Cấu trúc ô cơ sở của MA và các tham số cấu trúc. (c),(d)
Phổ hấp thụ với các góc tới khác nhau cho phân cực TE và TM [45].