一种基于钙钛矿材料的太赫兹可调吸波超表面结构

本发明属于电磁波吸波，涉及一种基于钙钛矿材料的太赫兹可调吸波超表面结构。

背景技术：

1、随着太赫兹技术的发展，太赫兹波在安全检测、无损检测、无线通信等领域显示出了巨大的应用前景。虽然太赫兹技术在光源和探测器方面进展迅速，但与成熟的红外和微波波段相比，还需要进一步的探索和研究。吸波超表面材料是近年来发展起来的一种新型人工吸波材料，目前，实现可调吸波超表面的方式主要包括：加载集总元器件、液晶、石墨烯以及微流控的方式。其中，采用集总元器件的方式存在馈电难、制造复杂以及集总元器件易损坏的问题。基于石墨烯和液晶的可调吸波器则存在制备和加工困难的问题。通过微流控实现可调吸波器件的方式则由于其复杂的切换导致响应速度慢。除此之外，这些方法都需要外加电源，不满足可调吸波器件在实际应用中对于有效、便捷和成本低的要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中可调吸波超表面需要外加电源，并且在实际应用中加工困难，不能满足高效便捷使用需求的问题，提供一种基于钙钛矿材料的太赫兹可调吸波超表面结构。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、一种基于钙钛矿材料的太赫兹可调吸波超表面结构，包括若干单元结构，单元结构从底部向上依次包括金属底板、介质基板、钙钛矿层和蚀刻在钙钛矿层上的金属结构，所述金属结构包括圆环和圆环内部的十字，所述圆环内部在与十字对应的部分设置有突起，圆环的内部十字由两个相同的长方形垂直交叉组成。

4、本发明的进一步改进在于：

5、所述金属底板、介质基板和钙钛矿层的长度和宽度均为100μm，所述金属底板和钙钛矿层的高度均为0.2μm，所述介质基板的高度为100μm。

6、所述金属结构中的圆环包括外圆和内圆两个同心圆，所述外圆半径为45μm，所述内圆半径为40μm。

7、所述蚀刻在钙钛矿层上的金属结构高度为0.2μm。

8、所述金属结构中组成内部十字的长方形结构的长为38.5μm，宽为4μm。

9、所述金属结构中的内部十字与外部圆环的凸起之间的间隙为2μm。

10、所述单元结构设置为100个，形成10*10的太赫兹可调吸波超表面。

11、所述钙钛矿层采用质量分数为10％的ch3nh3pbi3溶液旋涂在介质基板上形成。

12、所述介质基板采用介电常数为3.5的二氧化硅制成。

13、所述金属底板的材质为金材料制成，所述蚀刻在钙钛矿层上的金属结构的材质为金材料。

14、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

15、本发明提出了一种基于钙钛矿材料的太赫兹可调吸波超表面结构，通过在钙钛矿层上蚀刻金属结构，使得位于下层的钙钛矿层可以通过改变外部激励实现可调吸波，实现特定频带对于电磁波的高效吸收，并且不需要外加电源，满足了可调吸波器件在实际应用中的便捷性。

16、进一步的，通过设置谐振单元的物理尺寸和材料参数，能够降低电磁波的反射，实现特定频带对于电磁波的高效吸收。

技术特征：

1.一种基于钙钛矿材料的太赫兹可调吸波超表面结构，其特征在于，包括若干单元结构，单元结构从底部向上依次包括金属底板、介质基板、钙钛矿层和蚀刻在钙钛矿层上的金属结构，所述金属结构包括圆环和圆环内部的十字，所述圆环内部在与十字对应的部分设置有突起，圆环的内部十字由两个相同的长方形垂直交叉组成。

2.如权利要求1所述的一种基于钙钛矿材料的太赫兹可调吸波超表面结构，其特征在于，所述金属底板、介质基板和钙钛矿层的长度和宽度均为100μm，所述金属底板和钙钛矿层的高度均为0.2μm，所述介质基板的高度为100μm。

3.如权利要求1所述的一种基于钙钛矿材料的太赫兹可调吸波超表面结构，其特征在于，所述金属结构中的圆环包括外圆和内圆两个同心圆，所述外圆半径为45μm，所述内圆半径为40μm。

4.如权利要求1所述的一种基于钙钛矿材料的太赫兹可调吸波超表面结构，其特征在于，所述蚀刻在钙钛矿层上的金属结构高度为0.2μm。

5.如权利要求1所述的一种基于钙钛矿材料的太赫兹可调吸波超表面结构，其特征在于，所述金属结构中组成内部十字的长方形结构的长为38.5μm，宽为4μm。

6.如权利要求1所述的一种基于钙钛矿材料的太赫兹可调吸波超表面结构，其特征在于，所述金属结构中的内部十字与外部圆环的凸起之间的间隙为2μm。

7.如权利要求1所述的一种基于钙钛矿材料的太赫兹可调吸波超表面结构，其特征在于，所述单元结构设置为100个，形成10*10的太赫兹可调吸波超表面。

8.如权利要求1所述的一种基于钙钛矿材料的太赫兹可调吸波超表面结构，其特征在于，所述钙钛矿层采用质量分数为10％的ch3nh3pbi3溶液旋涂在介质基板上形成。

9.如权利要求1所述的一种基于钙钛矿材料的太赫兹可调吸波超表面结构，其特征在于，所述介质基板采用介电常数为3.5的二氧化硅制成。

10.如权利要求1所述的一种基于钙钛矿材料的太赫兹可调吸波超表面结构，其特征在于，所述金属底板的材质为金材料制成，所述蚀刻在钙钛矿层上的金属结构的材质为金材料。

技术总结
本发明公开了一种基于钙钛矿材料的太赫兹可调吸波超表面结构，包括若干单元结构，单元结构从底部向上依次包括金属底板、介质基板、钙钛矿层和蚀刻在钙钛矿层上的金属结构，所述金属结构包括圆环和圆环内部的十字，所述圆环内部在与十字对应的部分设置有突起，圆环的内部十字由两个相同的长方形垂直交叉组成。通过在钙钛矿层上蚀刻金属结构，使得位于下层的钙钛矿层可以通过改变外部激励实现可调吸波，实现特定频带对于电磁波的高效吸收，并且不需要外加电源，满足了可调吸波器件在实际应用中的便捷性。并且通过设置谐振单元的物理尺寸和材料参数，能够降低电磁波的反射，实现特定频带对于电磁波的高效吸收。

技术研发人员：衣建甲,卢施旭,史昀祺,郭诚,陈晓明,张安学,施宏宇
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13