Uma nova publicação em Avanços Opto-Eletrônicos visões gerais metasuperfícies dinâmicas e metadispositivos habilitados pelo grafeno.
As metasuperfícies, interfaces artificiais estruturadas em subcomprimento de onda, exibem capacidades sem precedentes para manipular ondas eletromagnéticas (EM) que variam de visíveis a terahertz e frequências de micro-ondas.

Na última década, meta-superfícies e metadispositivos estáticos foram pesquisados ​​extensivamente. Devido à natureza passiva dos blocos de construção em geral feitos de metais e/ou dielétricos, no entanto, suas funcionalidades não podem ser ativamente ajustadas in situ após a fabricação, o que impede seriamente seus cenários de aplicação, como lente varifocal, holografia dinâmica e direcionamento de feixe em LiDAR . Motivados por esses requisitos significativos, os cientistas lutaram por anos para melhorar a sintonização dinâmica das metasuperfícies, e a introdução de materiais ou componentes ativos nas metasuperfícies passivas foi proposta como a primeira estratégia de pensamento.

Até o momento, vários materiais e componentes ativos, como óxidos condutores transparentes, materiais de mudança de fase, materiais 2D (particularmente grafeno), diodos varactor, materiais elásticos e sistemas microeletromecânicos, foram demonstrados teórica e experimentalmente para capacitar os ativos ativos. sintonizabilidade para metasuperfícies e metadispositivos aplicando estímulos térmicos, elétricos, ópticos e mecânicos externos, dando origem a uma nova direção, ou seja, metasuperfícies e metadispositivos dinâmicos (por exemplo, sintonizáveis, reconfiguráveis, programáveis, inteligentes e digitais).

Deve-se notar que, embora pesquisas anteriores forneçam uma grande fonte de inspiração para metasuperfícies dinâmicas e metadispositivos, cada tipo de material ativo e componente possui um conjunto de características únicas, oferece oportunidades encorajadoras e também sofre de diferentes limitações e desafios. Vários artigos de revisão publicados nos últimos anos têm focado nesta área para discutir as questões supracitadas. No entanto, uma revisão abrangente sobre metasuperfícies dinâmicas e metadispositivos baseados em grafeno ainda está ausente, que são de igual e ainda mais significativas devido às propriedades extraordinárias do grafeno.

Neste artigo os autores dividem metasuperfícies dinâmicas com grafeno e metadispositivos são divididos em duas categorias, ou seja, metasuperfícies com blocos de construção de grafeno estruturado e metasuperfícies híbridas integradas com grafeno, conforme mostrado na Figura 1. O estado da arte desenvolvimentos em manipulação de espectro dinâmico, modelagem de frente de onda, controle de polarização e conversão de frequência são altamente elaborados em campos próximos/distantes e formas globais/locais, respectivamente. Desafios remanescentes e potenciais desenvolvimentos futuros também são delineados e analisados.

Os autores acreditam que, devido às vantagens intrínsecas do tamanho compacto, notável sintonização elétrica, operação de banda larga e alta velocidade, grafeno e materiais 2D semelhantes ao grafeno estão impulsionando as manipulações de ondas EM usando metasuperfícies a um novo patamar:de estático para dinâmico, que certamente revolucionará as manipulações de ondas EM e permitirá futuras aplicações comerciais. + Explorar mais

Metassuperfícies em cascata para controle dinâmico de frentes de onda THz