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Material–structure integrated design for ultra-broadband all-dielectric metamaterial absorber

超材料 材料科学 超材料吸收剂 电介质 微波食品加热 宽带 光电子学 吸收(声学) 光学 计算机科学 可调谐超材料 电信 物理 复合材料
作者
Mengyue Peng,Faxiang Qin,Liping Zhou,Huijie Wei,Zihao Zhu,Xiaopeng Shen
出处
期刊:Journal of Physics: Condensed Matter [IOP Publishing]
卷期号:34 (11): 115701-115701 被引量:12
标识
DOI:10.1088/1361-648x/ac431e
摘要

Material and structure are the essential elements of all-dielectric metamaterials. Structure design for specific dielectric materials has been studied while the contribution of material and synergistic effect of material and structure have been overlooked in the past years. Herein, we propose a material-structure integrated design (MSID) methodology for all-dielectric metamaterials, increasing the degree of freedom in the metamaterial design, to comprehensively optimize microwave absorption performance and further investigate the contribution of material and structure to absorption. A dielectric metamaterial absorber with an ultra-broadband absorption from 5.3 to 18.0 GHz is realized. Theoretical calculation and numerical simulation demonstrate that the symphony of material and structure excites multiple resonance modes encompassing quarter-wavelength interference cancellation, spoof surface plasmon polariton mode, dielectric resonance mode and grating mode, which is essential to afford the desirable absorption performance. This work highlights the superiority of coupling of material and structure and provides an effective design and optimization strategy for all-dielectric metamaterial absorbers.
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