基于VO₂相变的复合超材料可调谐圆二色性

1：实验设计与方法选择：

本研究采用COMSOL Multiphysics软件进行全三维有限元数值模拟。在x-z和y-z平面的四个侧边界施加周期性边界条件，沿z轴方向设置吸收边界条件。该模拟研究了平面Z形复合超材料（PZCM）在580-2000纳米波长范围内对垂直入射圆偏振光的吸收特性。

2：样品选择与数据来源：

PZCM单元由两个全等的单层L形金纳米天线和一个填充VO2的矩形间隙构成。结构参数定义为周期Px=Py=450纳米，厚度h=200纳米，臂长l1=180纳米，l2=l3=125纳米，宽度w=55纳米，间隙长度g=40纳米。金的介电特性采用Johnson和Christy的实验数据，VO2特性通过Bruggeman有效介质理论建模。

3：实验设备与材料清单：

模拟使用COMSOL Multiphysics软件。材料包括用于纳米天线的金和用于间隙的VO2。由于是模拟研究，未提及物理设备。

4：实验流程与操作步骤：

模拟过程包括建立PZCM结构、施加边界条件，并计算左旋和右旋圆偏振光的吸收率。通过将VO2电导率从200 S/m（绝缘态）变化至105 S/m（金属态）来模拟温度变化和绝缘体-金属转变。

5：数据分析方法：

通过积分金属域的电阻损耗计算LCP和RCP的吸收率。圆二色性（CD）定义为CD=A−−A+。通过分析表面电荷分布来理解共振模式的物理机制。