ماص تحول التيراهيرتز متعدد الوظائف والقابل للتعديل بشكل نشط بناءً على تركيب مركب الجرافين وأكسيد الفاناديوم

في هذه الورقة، يتم اقتراح وتحليل عددي لم absorber هجين من المواد الميتامادية للتيراهيرتز (THz) يتكون من جرافين على شكل مربع وأكسيد فاناديوم على شكل حرف U. يمكن ضبط هذا الجهاز ديناميكياً ليعمل كabsorber عريض النطاق، أو ضيق النطاق، أو متعدد النطاق، أو absorber مثالي أحادي النطاق. يتم تحقيق الخصائص القابلة للتبديل من خلال ضبط الخصائص الكهربائية للجرافين وخصائص الانتقال الطوري لأكسيد الفاناديوم في الوقت نفسه. يتم استكشاف النظرية وراء الامتصاص باستخدام توزيع الحقل الكهربائي ونظرية مطابقة impedence. من الواضح من نتائج المحاكاة أن الهيكل المقترح يمكن أن يعمل كabsorber عريض النطاق للموجة الكهربائية العرضية (TE) خلال المرحلة العازلة لأكسيد الفاناديوم. في هذه الحالة، يتم ضبط طاقة فيرمي للجرافين إلى 0.7 eV، ولديه وقت استرخاء قدره 0.1 ps. علاوة على ذلك، فقط تغيير وقت الاسترخاء إلى 0.5 ps يمكن أن يمكن من الهيكل المتطابق أن يعمل كabsorber متعدد النطاقات. على العكس من ذلك، يظهر الهيكل المصمم امتصاصاً منخفض النطاق للموجة TE عندما يتم ضبط أكسيد الفاناديوم حرارياً إلى حالة معدنية ويتم ضبط طاقة فيرمي للجرافين إلى 0 eV مع وقت استرخاء قدره 0.1 ps. علاوة على ذلك، من خلال تحفيز الحالة المعدنية في أكسيد الفاناديوم وضبط طاقة فيرمي للجرافين إلى 0.3 eV مع وقت استرخاء قدره 0.1 ps، يعمل الهيكل كabsorber مثالي أحادي النطاق. الميزة الرئيسية لهذا العمل هي أن جهاز الماص المقترح يمكن تشغيله كabsorber أحادي النطاق، متعدد النطاق، أو عريض النطاق مع نطاقي تردد مختلفين من خلال تطبيق جهد خارجي وتغيير درجة الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، بالنسبة لكل من الموجات TE والموجات المغناطيسية العرضية (TM)، يحتفظ الهيكل بمستوى عالٍ من الامتصاص حتى 40° من زاوية السقوط. أخيراً، بسبب خاصيته متعددة الوظائف، وبنيته الهندسية البسيطة، ووظيفته القابلة للتعديل بشكل نشط، فإن الهيكل المقدم لديه تطبيقات محتملة في الواقع الحقيقي ضمن نطاق تردد التيراهيرتز.