[发明专利]一种实现类电磁诱导透明效应的超材料及方法

权利要求书

1.一种实现类电磁诱导透明效应的超材料，其特征在于，包括衬底以及在所述衬底上的周期性的结构子单元，所述结构子单元包括作为暗模谐振器的平行切割线对和作为亮膜谐振器的垂直切割线对，所述垂直切割线对不相交且位于所述平行切割线对之间，所述平行切割线对和所述垂直切割线对由金属材料制成；在结构子单元和衬底之间设置有两条不同宽度的石墨烯带，第一条石墨烯带置于垂直切割线对其中一条的下方且延伸穿过垂直切割线对另外一条的下方并且用于连接一列多个结构子单元的所有亮膜谐振器，第二条石墨烯带置于垂直切割线对另外一条的下方且实现透射窗的展宽；

控制第二条石墨烯带的宽度变化，可以实现透射光谱透射窗带宽连续变化；所述透射窗带宽从0.4-1.29THz连续调制。

2.根据权利要求1所述的实现类电磁诱导透明效应的超材料，其特征在于，所述石墨烯带的表面电导率σ_g的计算公式如下：

其中e是电子电荷，K_B是玻尔兹曼常数，T是环境温度，是简化的普朗克常数，ω是入射光的角频率，Γ是载流子弛豫时间，E_F是石墨烯的费米能级，σ_in是石墨烯的带内电导率，σ_inter是石墨烯的带间电导率。

3.根据权利要求2所述的实现类电磁诱导透明效应的超材料，其特征在于，在太赫兹波段中，根据泡利不相容原理，在满足石墨烯的费米能级与的情况下，石墨烯带的表面电导率σ_g的计算公式可简化如下：

其中，e是电子电荷，是简化的普朗克常数，ω是入射光的角频率，Γ是载流子弛豫时间，E_F是石墨烯的费米能级。

4.根据权利要求1所述的实现类电磁诱导透明效应的超材料，其特征在于，所述金属材料为铝。

5.根据权利要求4所述的实现类电磁诱导透明效应的超材料，其特征在于，所述铝的光学性质表示如下：

其中γ为阻尼常数，ω是入射光的角频率，ω_P为等离子体频率，ε_Al是铝材料的介电常数，ε_∞是铝材料的高频介电常数。

6.一种实现类电磁诱导透明效应的方法，其特征在于，在权利要求1所述的超材料的上下两极施加电压，从而改变石墨烯带的费米能级，在石墨烯带的费米能级变化的过程中，所述平行切割线对和所述垂直切割线对之间产生破坏性干涉现象，从而产生类电磁诱导透明现象；控制权利要求1所述的超材料的置于亮膜谐振器下实现透射窗的展宽的石墨烯带的宽度变化，可以实现透射光谱透射窗带宽连续变化；所述透射窗带宽从0.4-1.29THz连续调制。

7.根据权利要求6所述的实现类电磁诱导透明效应的方法，其特征在于，所述平行切割线对和所述垂直切割线对之间产生破坏性干涉现象的共振频率为2.14THz。

8.根据权利要求7所述的实现类电磁诱导透明效应的方法，其特征在于，控制石墨烯的费米能级从0.4增加到1.2ev，可以动态地实现光谱消光比从32％到94％可调。