Un absorbeur de micro-ondes transparent et thermiquement accordable basé sur un film de dioxyde de vanadium à motifs

Absorbeur de micro-ondes transparent et thermiquement accordable basé sur un film de dioxyde de vanadium à motifsIngénierie (2022). DOI : 10.1016/j.eng.2022.10.005″ width=”735″ height=”530″/>

Résumé graphique. Le crédit: Ingénierie (2022). DOI : 10.1016/j.eng.2022.10.005

Récemment, le développement rapide des dispositifs optoélectroniques a rendu la vie humaine plus pratique. Cependant, ces appareils émettent de grandes quantités de rayonnement électromagnétique, qui non seulement mettent en danger la santé humaine, mais provoquent également des dysfonctionnements inacceptables dans les systèmes électroniques. Par conséquent, la technologie de blindage électromagnétique qui élimine les ondes électromagnétiques indésirables est d’une importance vitale pour protéger les circuits sensibles des interférences et préserver un environnement de vie sain.

La technologie de blindage électromagnétique basée sur l’absorption est la méthode de blindage électromagnétique la plus idéale à l’heure actuelle, car les ondes électromagnétiques ne peuvent pas retourner dans l’espace et sont complètement éliminées. En particulier, la technologie d’absorption optique transparente et accordable des micro-ondes, qui peut être réglée en temps réel et appliquée dans les observations visuelles, a attiré une grande attention pour ses valeurs scientifiques et d’application.

Le dioxyde de vanadium est un matériau candidat prometteur pour les absorbeurs accordables en raison de sa transition de phase drastique isolant-métal (le changement de résistance de feuille est de cinq ordres de grandeur en théorie) près de la température ambiante et de divers mécanismes de déclenchement de transition (tels que le chauffage thermique, excitation optique et tension de polarisation). Cependant, la plupart des études sur les absorbeurs accordables au dioxyde de vanadium se concentrent sur les bandes térahertz et infrarouge, et la transmission optique du film de dioxyde de vanadium est presque nulle dans la bande visible, ce qui limite son application dans le domaine optique.

Dans un article récemment publié dans Ingénierieune équipe de recherche de l’Institut de technologie de Harbin a présenté un absorbeur de micro-ondes transparent accordable thermiquement basé sur un film de dioxyde de vanadium à motifs qui a une structure simple composée d’un film de dioxyde de vanadium à motifs supérieurs, d’un substrat transparent (verre de quartz) et d’une couche réfléchissante transparente inférieure ( oxyde d’indium et d’étain à double couche).

Tirant parti de la résistance de couche thermiquement accordable du film de dioxyde de vanadium, les chercheurs ont réalisé un réglage d’amplitude de perte de réflexion de -4,257 à -60,179 dB. Pendant ce temps, la transmittance optique de cet absorbeur peut dépasser 84,9% à 620 nm, ce qui est la première fois qu’un film de dioxyde de vanadium est appliqué dans un champ d’absorption micro-ondes transparent visible, et c’est également la première fois qu’une profondeur de modulation de plus de 50 dB a été atteint dans le cas d’une transparence visible élevée. De plus, l’absorbeur de cet article peut atteindre une absorption proche de l’unité (99,993 %) à 15,060 GHz à 523,75 K.

Dans l’article publié, les chercheurs ont développé un modèle de ligne de transmission basé sur la méthode du circuit équivalent pour analyser mécaniquement les caractéristiques de transmission électromagnétique de l’absorbeur de dioxyde de vanadium.

L’absorption réglable de l’absorbeur est principalement due à la résistance de feuille dépendante de la température du film de dioxyde de vanadium, qui permet à l’absorbeur de fournir un degré d’adaptation d’impédance différent à l’espace libre. Ce travail a également mesuré expérimentalement les performances d’absorption des absorbeurs de dioxyde de vanadium avec différents cycles de service et a démontré que la température d’absorption proche de l’unité et la plage de réglage de la température peuvent être ajustées en faisant varier le cycle de service du film de dioxyde de vanadium à motifs.

Cette innovation propose un absorbeur de dioxyde de vanadium transparent et thermiquement accordable avec une composition simple, une transmission optique élevée, des performances d’absorption des micro-ondes thermiquement accordables, une grande profondeur de modulation et une plage d’accord de température réglable. L’absorbeur pourrait être appliqué aux capteurs accordables, aux émetteurs thermiques, aux modulateurs, à l’imagerie thermique, aux bolomètres et aux dispositifs photovoltaïques. Il peut ouvrir la voie au développement d’un film de dioxyde de vanadium dans le domaine de la transparence optique et à la réalisation d’une transparence élevée et d’une grande profondeur de modulation dans le domaine de l’absorption accordable transparente.

Plus d’information:
Zhengang Lu et al, Prototype d’absorbeur de micro-ondes transparent thermiquement accordable basé sur un film VO2 à motifs, Ingénierie (2022). DOI : 10.1016/j.eng.2022.10.005

Fourni par l’Institut de technologie de Harbin

Citation: Un absorbeur de micro-ondes transparent et thermiquement accordable basé sur un film de dioxyde de vanadium à motifs (2022, 2 décembre) récupéré le 9 décembre 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-12-transparent-thermally-tunable-microwave-absorber.html

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