热氧化钒超表面在绝缘体金属转变上的多功能太赫兹透明度

由UNIST物理系内的纳米光学小组领导的一个研究小组报告说，实现了全二氧化钒(VO2)多功能超表面，它在宽带太赫兹区域中充当透明窗口，具有动态范围的可变直流电导率近红外(NIR)衍射的三个十年和选择性可切换性。

超表面由人工二维(2D)亚波长尺度的纳米结构制成，其特性在天然材料中是不存在的。新提出的超表面有望用于各种应用，例如6G等下一代无线通信系统。

在这项研究中，研究团队通过进行光刻，然后对预定义的钒金属结构进行热氧化，而不会在基板上造成蚀刻损伤，从而成功地制造出微米级尺寸的狭缝阵列。

研究小组通过实验和理论进一步研究了THz范围内相变温度下的透射、反射和吸收，并揭示了超表面始终是透明的，而VO2电极由于光通过亚波长狭缝漏斗而从绝缘变为金属.

此外，通过热控制狭缝和VO2电极之间的近红外光程差，研究团队可以成功地在零级衍射的相消干涉和相长干涉之间切换。

研究团队指出：“此处展示的无蚀刻制造方法和多功能太赫兹透明度将对VO2超表面应用(例如多光谱智能窗和混合通信)富有成效。”

这项研究的结果已发表在2022年11月号的《激光与光子学评论》(Laser&PhotonicsReviews)上。