Figure 1. (a). Schéma de principe de l'unité d'excitation de la coque semi-ellipsoïdale ITO et principe de réalisation de la bande d'absorption accordable ; (b). Schéma de principe de la structure de l'absorbeur parfait à large bande ; (c). Topographie microscopique de la section transversale de l'appareil ; (ré). Spectre de réflectance et image de l'appareil. Crédit :SIOM
Des chercheurs de l'Institut d'optique et de mécanique fine de Shanghai (SIOM) de l'Académie chinoise des sciences ont récemment proposé un concept de conception pour un absorbeur parfait à large bande accordable basé sur le couplage non divisé d'Epsilon proche de zéro (ENZ) et d'un plasmon de surface localisé. modes de résonance (LSPR).
Les chercheurs ont conçu un réseau de coques ellipsoïdales en oxyde d'indium et d'étain (ITO) à une seule couche de longueur d'onde pour exciter les modes ENZ et LSPR spatialement séparés, qui ont atteint plus de 98 % d'absorption de la lumière dans la plage de 1 435 à 1 680 nm. Un absorbeur de niveau centimétrique a été fabriqué par une technologie d'auto-assemblage à faible coût et présente une absorption résonnante indépendante de la polarisation, à grand angle et accordable. Les résultats associés ont été publiés dans Applied Surface Science .
L'absorption optique est essentielle dans de nombreuses applications optiques linéaires et non linéaires. Ces dernières années, les matériaux ENZ planaires ont fourni des solutions efficaces pour divers absorbeurs parfaits accordables à bande étroite et à large bande. Cependant, les matériaux ENZ plans pour une absorption parfaite sont confrontés à des problèmes de dépendance à la polarisation et d'incidence oblique importants, ce qui limite son application. On pense que la combinaison de films ENZ avec des métasurfaces résout les problèmes de polarisation et de dépendance d'angle ci-dessus. Cependant, les schémas de métasurface rapportés impliquent inévitablement des conceptions complexes, une fabrication en plusieurs étapes et des techniques FIB ou EBL coûteuses, qui limitent la taille du dispositif à l'ordre de centaines de microns.
Figure 2. (a). Le spectre de réflexion de la lumière non polarisée varie avec l'angle d'incidence; (b). Spectres de réflectance de différents états de polarisation dans des conditions d'incidence de 20°. Crédit :SIOM
Dans ce travail, les chercheurs ont proposé un schéma d'absorbeur parfait à large bande basé sur des films ENZ à motifs semi-sphériques. L'idée centrale de l'absorbeur parfait est d'utiliser les caractéristiques uniques du film ultrafin et des nanoparticules du film ENZ à coque semi-ellipsoïdale pour exciter les modes de résonance ENZ et LSPR spatialement séparés, obtenant ainsi une absorption parfaite à large bande.
La symétrie structurelle unique permet à l'absorbeur de présenter des caractéristiques indépendantes de la polarisation et à grand angle, tandis que l'accordabilité active des matériaux ENZ confère à l'absorbeur une accordabilité, selon les chercheurs.
De plus, l'absorbeur parfait est compatible avec la technologie d'auto-assemblage, permettant la fabrication à faible coût de dispositifs à l'échelle centimétrique ou même à l'échelle d'une plaquette.
En plus du matériau ITO, le schéma d'absorption parfaite proposé dans cette étude est également applicable à d'autres matériaux ENZ ayant à la fois des propriétés ENZ et plasmons, tels que l'oxyde de cadmium (CdO), ZnO:Al (AZO), le nitrure de titane (TiN), etc. ., ce qui est propice à la réalisation d'une absorption parfaite à large bande dans plusieurs gammes de longueurs d'onde. Un absorbeur de micro-ondes à large bande ultra-mince et accordable peut faire progresser le masquage radar
