采用自由悬浮结构的MEMS可调谐超表面热发射器的设计与制备方法2026-01-09
导读开云足球俱乐部超导电子学研究所范克彬副教授团队,联合清华大学团队成功开发了一种基于微机电系统(MEMS)的可调谐超表面热发射器。该器件通过自由悬浮的全金属超表面与硅基MEMS致动器相结合,利用空气间隙的连续变化,实现从 2 μm 到 14 μm 的宽范围窄带热发射调谐。器件整合了芯片上微加热器,支持实时动态红外操控。研究团队提出了一种多尺度微纳加工方法,结合表面和体微加工工艺,实现自由悬浮超表面的精密制造,并开发了晶圆级批量生产流程。实验验证了8–14 μm 长波红外范围内的可调谐发射能力,峰值吸收率超过 70%,全宽半高(FWHM)最小约 200 nm。该成果为生化传感、红外成像和气体检测等应用提供了高效、低成本的动态红外元器件解决方案。论文以“Design and fabrication method of the MEMS tunable metasurface thermal emitter with free-standing structures”为题发表于国际光学期刊Photonics Research。研究背景红外波段(2–14 μm)是电磁波操控的重要领域,涵盖中波红外