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《基于氮化鈦的光學(xué)超材料吸波器研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號(hào)TP23學(xué)校代碼10495ＵＤＣ620密級(jí)公開碩士學(xué)位論文基于氮化鈦的光學(xué)超材料吸波器研究作者姓名：鄭亞偉學(xué)號(hào)：1515333002指導(dǎo)教師：汪勝祥、陳前臣學(xué)科門類：工學(xué)專業(yè)：電子與通信工程研究方向：電磁超材料完成日期：二零一八年六月WuhanTextileUniversityM.E.DissertationResearchofOpticalMetamaterialsAbsorberBasedonTitaniumNitrideCandidate：YaweiZhengSupervisor：Prof.Shengxia
2、ngWangQianchenChenTime:June2018獨(dú)創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：簽字日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解武漢紡織大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)武漢紡織大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索
3、，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明）學(xué)位論文作者簽名：導(dǎo)師簽名：簽字日期：年月日簽字日期：年月日摘要傳統(tǒng)的惰性金屬（Au、Ag）因其低電阻、高電導(dǎo)率的特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于等離子和光學(xué)超材料器件中。然而，當(dāng)Au和Ag工作在光波段時(shí)，其內(nèi)部的某一自由電子吸收光子躍遷到費(fèi)米表面后會(huì)造成巨大的帶間損失和帶內(nèi)損失，這無疑增加了將超材料器件應(yīng)用于實(shí)際的難度。此外，作為性質(zhì)穩(wěn)定的惰性金屬，Au、Ag的加工也是超材料器件在
4、實(shí)際使用中所要面臨的問題，而氮化鈦?zhàn)鳛橐环N陶瓷材料，在光波段不會(huì)產(chǎn)生如惰性金屬的帶間損失和帶內(nèi)損失，同時(shí)，除了具備高于惰性金屬的穩(wěn)定性外，在實(shí)際加工中也比惰性金屬來得容易。文獻(xiàn)研究表明，氮化鈦在光波段內(nèi)可以表現(xiàn)出類金屬性。從加工成本、光學(xué)特性等幾個(gè)方面考慮，氮化鈦可以作為傳統(tǒng)惰性金屬的替代物應(yīng)用于實(shí)際的光學(xué)吸波結(jié)構(gòu)中。本文以將氮化鈦應(yīng)用于光學(xué)超材料吸波器為目的，研究了氮化鈦薄膜的制備工藝，借助COMSOLMultiphysics軟件模擬了基于氮化鈦的吸波器的吸波特性，將傳統(tǒng)惰性金屬和氮化鈦在光波段的光學(xué)特性進(jìn)行了對比，
5、證實(shí)了氮化鈦替代傳統(tǒng)惰性金屬的可行性，并設(shè)計(jì)了幾種不同結(jié)構(gòu)的基于氮化鈦的光學(xué)吸波器。通過調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)，研究了基于氮化鈦的幾種不同結(jié)構(gòu)吸波器所表現(xiàn)出的光學(xué)吸收特性。通過仿真超材料吸波器中的電場分布圖，分析了基于氮化鈦的光學(xué)吸波器的吸波機(jī)理，其光學(xué)吸收特性源于其結(jié)構(gòu)中的表面等離子共振，從而大大減弱了反射光的強(qiáng)度。相比于傳統(tǒng)惰性金屬，氮化鈦在光波段具有類似于金、銀的光學(xué)特性，甚至在某些方面表現(xiàn)更優(yōu)；通過調(diào)整基于氮化鈦的超材料的結(jié)構(gòu)參數(shù)，可以調(diào)控該超材料在光波段的吸收效率。關(guān)鍵詞：氮化鈦；超材料；吸波器；光波段研究類型：理論研
6、究型AbstractTraditionalnoblemetals(Au,Ag)arewidelyusedinplasmaandopticalmetamaterialdevicesbecauseoftheirlowresistanceandhighconductivity.However,whenAuandAgworkintheopticalband,theinterbandandintrabandlossesbroughtbytheAuandAgareenormous,whichundoubtedlyincreases
7、thedifficultyofapplyingthemetamaterialdevicetotheactualapplication.Inaddition,asastablenoblemetal,theprocessingofAuandAgisalsoaproblemtobefacedinthepracticaluseofthemetamaterialdevice,Butasanewplasmonicmaterial,titaniumnitridedoesn’tproducehighlossesasAuorAg.Pap
8、ershaveshownthattitaniumnitridecanexhibitmetalloidityintheopticalband.Fromtheaspectsofprocessingcost,opticalpropertiesandotheraspects,titaniumnitridecanbeusedasasubst
