有源太赫茲超導(dǎo)超材料

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1、研究生畢業(yè)論文士學(xué)位）（申請(qǐng)博論文題目有源太赫茲超導(dǎo)超材料作者姓名李春學(xué)科、專業(yè)名稱電子科學(xué)與技術(shù)研宄方向太赫茲超導(dǎo)器件指導(dǎo)教師金飚兵教授２０１８年２月９日學(xué)號(hào)：ＤＧ１４２３０１５論文答辯日期：２０１８年２月９日指導(dǎo)教師：（簽字）南京大學(xué)研究生畢業(yè)論文中文摘要首頁用紙畢業(yè)論文題目：有源太赫茲超導(dǎo)超材料電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)１４級(jí)博士生姓名：李春：金趣兵教授指導(dǎo)教師（姓名、職稱）近十幾年來，超材料賦予了人們主觀調(diào)控電磁波，隨

2、著人工電磁媒質(zhì)的興起的能力的同時(shí)也為匱乏的太赫茲波段功能器件的設(shè)計(jì)開辟了新的研究道路。伴隨著太赫茲系統(tǒng)的集成化和小型化，人們也愈加迫切的希望器件具備有源動(dòng)態(tài)調(diào)控的能力。而在有源調(diào)控當(dāng)中，很多會(huì)涉及到功能器件透射系數(shù)的調(diào)諧，短，例如程的無線太赫茲通信與超快的太赫茲信號(hào)互聯(lián)都需要相應(yīng)的開關(guān)和調(diào)制器件。然而在現(xiàn)存的這些太赫茲開關(guān)、調(diào)制器件當(dāng)中，插入損耗、調(diào)制深度以及調(diào)制速率仍然是當(dāng)前設(shè)計(jì)過程中面臨的重要難題。超導(dǎo)材料，以其極低的歐姆損耗和優(yōu)越一的調(diào)諧能力成為了制作太赫茲有源功能器件極佳的候選者之。它不僅

3、有效的提高了器件性能一些高靈敏，同時(shí)便于器件與某些太赫茲低溫系統(tǒng)的完美集成，如的太赫茲?rùn)z測(cè)器和固態(tài)源等，這將極大的拓展了太赫茲器件的應(yīng)用領(lǐng)域。本文將超導(dǎo)和超材料相結(jié)合，從器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模型仿真、理論計(jì)算以及加工測(cè)試等方面，詳細(xì)研宄了超導(dǎo)幵關(guān)與調(diào)制器等太赫茲有源功能器件。論文的內(nèi)容主要包括：一第，研究了復(fù)合結(jié)構(gòu)超材料中常用于開關(guān)與濾波器設(shè)計(jì)的兩種最為典型的Ｅ－－ＩＴｉｋｔ，電磁響應(yīng)，ｌｅ以及Ｖｙｐｅ效應(yīng)。然而兩者相似的頻譜和產(chǎn)生方式很容易引起人們的混淆，。我們引入雜化耦合模型對(duì)兩種效應(yīng)的產(chǎn)

4、生機(jī)制加以分析理論、。仿真和實(shí)驗(yàn)研宄了它們之間的過渡關(guān)系通過諧振器中具體的物理參量，我們有針對(duì)性的研宂器件的性能并行使其功能。這為接下來超導(dǎo)開關(guān)和調(diào)制器的設(shè)計(jì)研宄奠定了理論基礎(chǔ)，簡(jiǎn)化了器件的設(shè)計(jì)難度。一Ｖ－第二，在ｔｙｐｅ模式的基礎(chǔ)上，我們利用超導(dǎo)超材料研究設(shè)計(jì)了種低插損、高開關(guān)比的太赫茲電調(diào)制開關(guān)。通過雜化耦合模型的引入，我們對(duì)相同結(jié)構(gòu)的Ａｕ與ＮｂＮ超材料進(jìn)行比較，充分揭示了超導(dǎo)器件的優(yōu)越性。與此同時(shí)，我們對(duì)超導(dǎo)開關(guān)的電調(diào)制特性進(jìn)行了表征，。將溫度與電流效應(yīng)相結(jié)合我們對(duì)電流效應(yīng)Ｉ的調(diào)

5、制機(jī)理以及開關(guān)器件可調(diào)諧的動(dòng)態(tài)范圍進(jìn)行了研宄。－第三，在Ｅｒｒｉｉｋｅ效應(yīng)的基礎(chǔ)上，我們研究了太赫茲超導(dǎo)電調(diào)制器。本著提高器件調(diào)制速率的理念，在超導(dǎo)電調(diào)制開關(guān)的基礎(chǔ)上對(duì)器件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)一步簡(jiǎn)化器件的通電尺寸、降低器件的寄生參量。通過靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)試，我們對(duì)太赫茲超導(dǎo)調(diào)制器的性能進(jìn)行了表征，得到最大調(diào)制深度、開關(guān)速率等器件的重要參數(shù)指標(biāo)。第四，，在亞波長(zhǎng)小孔陣列異常透射的基礎(chǔ)上我們研宂了太赫茲超導(dǎo)等離子體器件的電調(diào)制效應(yīng)。討論了超導(dǎo)小孔陣列透射峰增強(qiáng)的理論機(jī)制，同時(shí)我們對(duì)器件的性能進(jìn)行了

6、表征。從ＮｂＮ薄膜電導(dǎo)率以及動(dòng)態(tài)電感的溫度特性著手，我們對(duì)超導(dǎo)器件中溫度、電效應(yīng)的調(diào)制機(jī)理加以了研究。，關(guān)鍵詞：太赫茲，超導(dǎo)超材料電調(diào)制，有源器件ＩＩ南京大學(xué)研究生畢業(yè)論文英文摘要首頁用紙ＴＨＥＳＩＳ：ＡｃｔｉｖｅｔｅｒａｈｅｒｔｚｓｕｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｍｅｔａｍａｔｅｒｉａｌｓｐｇＳＰＥＣＩＡＬＩＺＡＴＩＯＮ：ＴｅｒａｈｅｒｔｚｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅｓＰＯＳＴＧＲＡＤＵＡＴＥ：ＣｈｕｎＬｉＭＥＮＴＯＲＰＢｉ：ｒｏｆ．ｉａｏｂｎＪｉｎｇＩ

7、ｎｒｅｃｅｎｔｄｅｃａｄｅｓ，ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｒｔｉｆｉｃｉａｌｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｍｅｄｉｕｍ，ｍｅｔａｍａｔｅｒｉａｌｓｏｆｆｅｒｓｅｏｈｅｂｌｌｐｐｌｅｔａｉｌｉｔｙｔｏｓｕｂｅｃｔｉｖｅｌｃｏｎｔｒｏｅｅｃｔｒｏｍａｎｅｔｉｃｗａｖｅｊｙｇａｎｄｒｏｖｅｓａｏｍｉｓｉｎｓｏｕｔｏｎｏｒｓｃａｒｃｅｔｅｒａｈｅｒｔｚＴＨｚｔｏｎａｅｖｃｅｓＭｏｒｅｐｉｄｒｇｌｉｆ）ｆｕｎｃｉｌｄｉ．ｐ（ａｎｄｍｏｒｅｔｅｒ

8、ａｈｅｒｔｚｓｙｓｔｅｍｒａｄｕａｌｌｂｅｃｏｍｅｉｎｔｅｒａｔｉｏｎａｎｄｍｉｎｉａｔｕｒｉｚａｔｉｏｎｔｈａｔｗｅｇｙｇｕｒｅｎｔｌｎｅｅｄｔｈｅａｃｔｉｖｅｔｅｒａｈｅｒｔｚｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｄｅｖｉｃｅｓ．Ａｍｏｎｔｈｅｓｅｄｅｖｉｃｅｓｔｕｎａｂｉｌｉｔｇｙｇ，ｙ