Wide-angle, wide-band, polarization-insensitive metamaterial absorber for thermal energy harvesting
Notice bibliographique
Résumé
We propose a wide-band metamaterial perfect absorber (MPA), using the coupling in the near-field of a quadruple split-ring resonator concentric with crossed ellipses. We designed the MPA with a metal-insulator-metal (MIM) structure for use in thermal energy harvesting. A gradient-based optimization approach was carried out to maximize the absorption of infrared (IR) radiation around 10 μm. Owing to the near-field coupling of resonators with optimal design parameters, the peaks of the absorption responses approach each other, thus broadening the overall bandwidth with almost unity absorptivity. The proposed design has a resonance at 10 μm resulting from magnetic polaritons (MPs) and thus maintains high absorption above 99% up to a range of incident-angles greater than 60° and exhibits a polarization-free behavior due to symmetry. When the optimal design was numerically examined to fabrication tolerances, it showed negligible sensitivities in the absorptivity with respect to design parameters. The strong electric field enhancement inside the split-ring gaps and between the ends of the cross arms and the surrounding ring enables designing MIM diodes to rectify the harvested thermal radiations at 288 K. MIM diodes can be built by the deposition of thin insulators to sit in these gaps. The MIM diode and MPA work together to harvest and rectify the incident IR radiation in a manner similar to the operation of rectennas. The MPA outperforms the traditional nano-antennas in impedance matching efficiency because of its higher resistance. Also, its dual-polarization reception capability doubles the rectenna efficiency. Our proposed MPA retained absorptivity more than 99% when coupled with MIM diodes whose resistances are in the range of 500 Ω-1 MΩ.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».