2018傳熱傳質(zhì)學(xué)年會(huì)集

和簡單。更重要的是，完全吸收可以在1370-1600cm-1本文結(jié)構(gòu)如圖1所示，它由頂部的六方氮化硼薄膜，中間的電介質(zhì)薄膜和200nmd1d2表d3的值足夠大，使得其可當(dāng)班無限大介質(zhì)處理。在這里我們考慮（Y2O3圖1本文 吸收器示意圖,其中hBN的光軸(OA)偏離z軸的角度為。當(dāng)hBN的光軸在坐標(biāo)系xyz中沿著z軸時(shí)，其介電常數(shù)張量可以表示為[10]

0

ε

0，

,m

2j

m 其中m,||

830cm1，4.87

2.95，5cm-,和5cm-1。當(dāng)光軸從z軸傾斜一個(gè)角度1所示，hBN,

cos2sin2

sincos xz

ε

0

0 zz 0

sin

cos2sin2

xz平面。這種情況下，橫電波（TE）只和有關(guān)，光軸（TM（T陣法[1618]計(jì)算結(jié)構(gòu)的反射率和透射率。kz1

k0,

z2

cos2sin2cos2sin2a

cos2

sin2

Z=Z0 Z=

n n2Z0120

Z0,2=Z2

r01=1111,r12=1212下標(biāo)“01”和“

斜角為零時(shí)，a。1370cm-1附近的分母很小，因此表觀介電常數(shù)很大。當(dāng)傾斜30°，4560°時(shí)，表觀介電常數(shù)增大的對(duì)應(yīng)2hBN（a）0o;（b）30o;（c）45o;10o1370cm-1;30o1463cm-1;45o1527cm-1;60o1574cm-1。我們計(jì)算3所示。可以看到，每種情況存在一個(gè)最4.7nm，8.8nm，17.6nm44.7nm。FP諧振引起。FP諧振的量化條件可以寫為[19]aRekz1d1

其中mRekz1kz1的實(shí)部。a表示空氣hBN界面處反射系數(shù)r01的相位。（8（a）0o1370cm-1;（b）30o1463cm-1;（c）傾斜角度45o1527cm-1;（d）60o1574cm-1。（6，接下來我們考慮通過將光軸傾斜六方氮化硼結(jié)合電介質(zhì)中的FP諧振效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)完r01r12expj2kz1d1expj2kz1d1r01r12expj2kz2d2

1.46Drude模型來刻畫[22]4顯示了結(jié)構(gòu)的吸收率隨著六方氮化硼和二氧化硅厚度變化的情況。4hBNSiO2厚度變化的情況（a）0o1370cm-1;（b）30o1463cm-1;（c）傾斜角度45o1527cm-1;（d）60o1574cm-1。值是d2的周期函數(shù)，四種情況下的周期分2.50μm，2.34μm，2.24μm2.18μm。（9，四種情況的周期分2.50μm，2.34μm，2.24μm2.17μm。因此它們與圖4所顯示這種條件時(shí)，SiO2薄膜中的電場(chǎng)是駐波，此時(shí)吸收增強(qiáng)是合理的。當(dāng)d2等于(m+0.5)的時(shí)候，根據(jù)（9）可以得r01expj2kz1d11r12

r121。r01=expj2kz1d1

不同于8）中顯示的FP條件， 其次，由于kz1有虛部，結(jié)構(gòu)的吸收率不是d1的周期函數(shù)。（11）的相位條件為a2Rekz1

42nm，4.5nm，9nm和22m，與根據(jù)（12）預(yù)測(cè)的值偏差很小。我們還可以看到，隨著波數(shù)的增加，完2中看出。因此，對(duì)于更大的波數(shù)，波衰減得更慢。值得注意的是，實(shí)現(xiàn)完全吸收的充分條件是（9，F(xiàn)P諧振是實(shí)現(xiàn)完全吸收的必要條件。為了達(dá)到完全吸波數(shù)為1463cm-11574cm-1時(shí)，結(jié)構(gòu)的吸收率如圖5所示。兩種情況下d2的周期分別1.88μm1.76μm（a）30o1463cm-1;（b）60o1574cm-于1。對(duì)于每個(gè)給定的波數(shù)，結(jié)構(gòu)中只有三個(gè)參數(shù)需要確定。以1370cm-1，1463cm-1，1527cm-11574cm-1為例，我們選擇以下不同的參數(shù)來實(shí)現(xiàn)完全吸收0o

d12

d21.2530o,d4.5nm,d1.17 45o,d9 d1.12 160o,d22nm,d1.0912FP諧振的條件。另外，我們可以看到波峰的半FP諧振FP諧振可能優(yōu)化峰寬。6FP137-1600c-1波0.9。硼的光來實(shí)現(xiàn)在材料的特定波數(shù)被增大另一方，電介質(zhì)中在的駐增強(qiáng)了與六方化硼的互用。本文構(gòu)有望用Fan,Y.C.,Liu,Z.,Zhang,F.L.,Zhao,Q.,Wei,Z.Y.,Fu,Q.H.,Li,J.J.,Gu,C.Z,andLi,H.Q.,mid-infraredcoherentperfectabsorptioninagraphenemeta-surface,”Sci.Rep.5,13956Furchi,M.,Urich,A.,Pospischil,A.,Lilley,G.,andUnterrainer,K.,“Micro-integratedgraphenephotodetector,”NanoLett.12,2773-2777(2012).Zhang,Y.,FengY.J.,Zhu,B.,ZhaoJ.M.,andJiangT.,“Graphenebasedtunablemetamaterialabsorberandpolarizationmodulationinhertzfrequency,”O(jiān)pt.Express22,22743-22752(2014).Chen,C.,Yang,S.Y.,Yu,J.,Xia,R.X.,Zhu,L.X.,andXu,X.L,“Numericalstudyontunableperfectabsorptioninsquaregraphene-dielectricarraysatnear-infraredwavelengths,”Materials&Design128,157-165(2017).Yao,G.,Ling,F.,Yue,J.,Luo,C.Y.,Ji,J.,andYao,J.Q.,“Dual-bandtunableperfectmetamaterialabsorberintheTHzrange,”O(jiān)pt.Express24,1518-1527(2016).LinderJ.,andHaltermanK.,“Graphene-basedextremelywide-angletunablemetamaterialabsorber,”Sci.Rep.6,31225(2016).Othman,M.A.K.,Guclu,C.,andCapolino,F.,“Graphene-basedtunablehyperbolicmetamaterialsandenhancednear-fieldabsorption,”O(jiān)pt.Express21,7614-7632(2013).Deng,X.H.,Liu,J.T.,Yuan,J.R.,Wang,T.B.,andLiu,N.H.,“TunableTHzabsorptioningraphene-basedheterostructures,”O(jiān)pt.Express22,30177-30183(2014).Dai,S.,Fei,Z.,Ma,Q.,Rodin,A.S.,Wagner,M.,Mcleod,A.S.,Liu,M.K.,Gannett,W.,Regan,W.,Watanabe,K.,Taniguchi,T.,Thiemens,M.,Dominguez,G.,Neto,A.H.C.,Zettl,A.,Keilmann,F.,Herrero,P.J.,Fogler,M.M.,andBasov,D.N.“TunablephononpolaritonsinatomicallythinvanderWaalscrystalsofboronnitride,”Science343,1125-1129(2014).Kumar,A.,Low,T.,Fung,K.H.,Avouris,P.,andFang,N.X.“Tunablelight-matterinctionandtheroleofhyperbolicityingraphene-hBNsystem,”NanoLett.15(5),3172-3180(2015).Zhao,B.,andZhang,Z.M.,“Perfectabsorptionwithtrapezoidalgratingsmadeofnaturalhyperbolicmaterials,”Nanosc.Microsc.Therm.21(3),123-133(2017).Zhao,B.,andZhang,Z.M.,“Resonanceperfectabsorptionbyexcitinghyperbolicphononpolaritonsin1DhBNgratings,”O(jiān)pt.Express25(7),7791-7796(2017)./metal-gratinganisotropicstructures,”Int.J.HeatMassTransfer106,1025-1034Baranov,D.G.,Edgar,J.H.,Hoffman,T.,Bassim,N.,andCaldwell,J.D.,“PerfectinterferencelessabsorptionatinfraredfrequenciesbyavanderWaalscrsyals,”Phys.Rev.B92,201405(R)(2015).Wu,J.P.,Jiang,L.Y.,Guo,J.,Dai,X.Y.,Xiang,Y.J.,andWen,S.C.,“Tunableperfectabsorptionatinfraredfrequenciesbyagraphene-hbnhypercrystal,”O(jiān)pt.Express24(15),17103-17114(2016).Zhang,R.Z.,andZhang,Z.M.,“Negativerefractionandself-collimationinthefarinfraredwithalignedcarbonnanotubefi,”J.Quant.Spectrosc.Radiat.Trans.158,91-100(2015).Howell,J.,Menguc,M.P.,Siegel,R.,ThermalRadiationHeatTransfer(6thEdition),CRCPress,BocaRaton,FL,2016. ram,M.G.,Pommet,D.A.,Grann,E.B.,andGaylord,T.K.,“Stableimplementationoftherigorouscoupled-waveysisforsurface-reliefgratings:enhancedtransmittancematrixapproach,”J.Opt.Soc.Am.A12(5),1077-1086(1995).absorptionbyFabry-Perotresonancesandsurfacephonons,”smonics13(3),803-809(2018).Wang,L.P.,Lee,B.J.,Wang,X.J.,andZhang,Z.M.,“SpatialandtemporalcoherenceofthermalradiationinasymmetricFabry-Perotresonancecavities,”Int.J.HeatMassTransf.52,3024-3031(2009).Shu,S.W.,Li,Z.,andLi,Y.