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石墨烯基雙曲超材料:中紅外頻段多功能器件的理論探索與突破

   時間:2025-11-06 13:02:35 來源:快訊編輯:快訊 IP:北京 發表評論無障礙通道
 

科研人員在光學材料領域取得新突破,成功設計并理論驗證了一種基于石墨烯基雙曲超材料(HMMs)的多功能器件。該器件通過調控石墨烯的電學特性,實現了雙曲超材料色散曲線的動態切換,可在橢圓與雙曲線形態間靈活轉換,并同時支持I型和II型兩種雙曲色散模式。研究團隊采用有效介質理論建模,結合標準傳遞矩陣方法,系統計算了中紅外頻段的反射光譜特性,為器件設計提供了理論支撐。

實驗數據顯示,I型雙曲超材料的工作波長范圍覆蓋1.4微米至1.6微米,適用于近紅外通信與傳感領域;II型則擴展至3.3微米至8微米的中遠紅外波段,在熱成像、環境監測等場景具有潛在應用價值。這種雙波段覆蓋特性通過單一器件實現,顯著提升了系統的集成度與功能多樣性。研究人員指出,器件性能可通過石墨烯的費米能級、載流子濃度等參數進行精確調控,為開發可調諧光學元件提供了新思路。

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