【仪表网 研发快讯】近日，山东大学集成电路学院张翼飞教授团队联合南方科技大学教授宋爱民、齐鲁空天信息大学副教授凌昊天等，在太赫兹可调控超表面异质集成技术方面取得新进展。研究人员首次在太赫兹低损耗的液晶聚合物柔性薄膜上实现了石墨烯转移和电性能调控，并成功用于新型太赫兹超表面的大范围动态调控。相关成果“Graphene-Manipulated Terahertz Zigzag Electromagnetically Induced Transparency Metasurface on Liquid Crystal Polymer Film”发表在国际学术期刊Advanced Optical Materials(JCR 1区，中科院2区，IF=7.2)，并被选为封面(front cover)。论文第一单位为山东大学集成电路学院，第一作者为集成电路学院硕士研究生王新杰，通讯作者为张翼飞教授和凌昊天副教授。
电磁诱导透明(Electromagnetically Induced Transparency, EIT)超材料在慢光效应、传感与非线性增强等方向有着重要的科研价值；通过集成调控材料和器件更是能够赋予EIT超材料多功能特性，在未来的6G通信、太赫兹指纹谱传感、生物检测等领域有着重要应用前景。然而，太赫兹频段缺少有效调控超表面的技术手段，也缺乏低损耗、低介电常数、柔性集成的介质载板。
太赫兹可调控EIT超表面示意图
本研究基于太赫兹低损耗的液晶聚合物(liquid crystal polymer, LCP)柔性薄膜，提出了一种石墨烯-金属复合EIT超表面新器件。该器件的Z字形明模电偶极子结构可以有效抑制单元间的近场耦合，能够实现0.71的高透射率峰值(Transmittance)和16ps群时延。团队采用湿法转移的方式将石墨烯转移到LCP薄膜上，通过工艺优化实现了石墨烯电导率的大范围调控；后续在谐振环间隙处引入石墨烯条带并覆盖离子凝胶，通过改变偏压精确控制暗模的阻尼衰减，在实验中验证了高达42%的调制深度。上述工作为基于柔性LCP薄膜的石墨烯器件开辟了新途径，有望将多层LCP薄膜的三维电路与石墨烯器件进行异质集成，并为具有高透射率和有源调制的太赫兹EIT器件提供了新方法。
张翼飞教授团队长期致力于太赫兹集成电路与集成电磁技术、通信与雷达模组与封装、超材料与超表面等领域的研究工作，密切关注未来6G通信、太赫兹雷达、成像与探测等应用发展动向。本研究得到国家重点研发计划(2022YFA1400025)、国家自然科学基金(62371272)、山东省自然科学基金重大项目(ZR2023ZD08)等项目的支持。
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