【摘 要】
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超构材料凭借超越天然材料的性能和特性越来越受到关注。手性超构材料是一类经过特殊设计的超构材料,其往往可以表现出比自然材料强很多的手性特性。通过改变结构参数和使用可调谐的材料,手性超构材料比自然材料更容易调控手性特性。二维材料由于超薄和可调谐的特性,受到了研究者的重视。单层黑磷是一种可调谐的二维材料,且具有各项异性的特点。因此,单层黑磷必将在手性、偏振调控等领域发挥重要的作用。本论文基于单层黑磷设计
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超构材料凭借超越天然材料的性能和特性越来越受到关注。手性超构材料是一类经过特殊设计的超构材料,其往往可以表现出比自然材料强很多的手性特性。通过改变结构参数和使用可调谐的材料,手性超构材料比自然材料更容易调控手性特性。二维材料由于超薄和可调谐的特性,受到了研究者的重视。单层黑磷是一种可调谐的二维材料,且具有各项异性的特点。因此,单层黑磷必将在手性、偏振调控等领域发挥重要的作用。本论文基于单层黑磷设计远红外波段的超构材料,研究了外致手性、本征手性和可调谐特性。主要工作包括:1、设计了一种基于方形单层黑磷单元的超构材料。该超构材料对倾斜入射的圆偏振光表现出圆二向色性效应和圆双折射效应,同时还表现出较弱的圆转化二色性效应。其圆二向色性效应存在于两个相邻的波段,幅值分别为14.0%和-18.7%。其圆双折射效应有一个较强的峰,幅值为16.4°。研究了各结构参数、入射光倾斜角和电子浓度对该超构材料手性特性的影响。尤其,单层黑磷的电子浓度可以有效地调谐该超构材料的手性特性。在电子浓度为2?101 3cm-2时,该超构材料表现出较弱的手性效应。在电子浓度为9?101 3cm-2时,该超构材料的圆二向色性达到23.0%,并且圆双折射达到21.3°。2、设计了一种基于方形单层黑磷单元级联结构的超构材料。该超构材料具有本征手性,其对垂直入射的圆偏振光表现出圆二向色性效应和圆双折射效应。圆二向色性效应存在于两个相邻的波段,幅值分别为-12.2%和17.5%。其圆双折射效应具有一个较强的峰,幅值为-18.1°。研究了各结构参数、入射倾斜角和电子浓度对该超构材料手性特性的影响。单层黑磷的电子浓度对该超构材料的手性特性有明显的调谐作用。在电子浓度为1?101 3cm-2时,该超构材料不具有手性特性。在电子浓度为9?1013cm2-时,圆二向色性达到了29.4%,圆双折射作用达到了87.2°。
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