太赫兹波段液晶材料光学特性密度泛函理论研究的开题报告.docx

太赫兹波段液晶材料光学特性密度泛函理论研究的开题报告
一、选题背景和目的
太赫兹波段是指频率在0.1~10THz之间的电磁波区域，具有穿透力强、不易被其它物质遮挡的优点，因此在生物医学、安全检测、通讯等领域具有广泛的应用前景。而这种波段的特殊性质也使得其在物质与光的相互作用中具有独特的鉴别和识别能力。因此，在探测、识别和测量领域，太赫兹波段具有重要的研究意义和应用价值。太赫兹光学材料是太赫兹波段应用的重要载体，其中液晶材料是一类具有优异性能和广泛应用的材料。
本课题旨在通过密度泛函理论研究多种液晶材料在太赫兹波段的光学特性，探究其对太赫兹光实现控制和调制的能力，以期为深入理解和优化太赫兹波段成像、通信、检测等领域的应用提供有益的科学支持。
二、研究内容和方法
1.研究内容：
本课题研究内容涉及以下几个方面：
（1）研究太赫兹波段下的液晶材料光学特性，包括折射率、吸收率、色散等。
（2）探究液晶对太赫兹光调制的能力。
（3）对不同种类的液晶材料的光学特性进行对比分析和评估。
2.研究方法：
（1）密度泛函理论（DFT）是研究材料电子结构和光学性质的重要工具，本课题将采用DFT方法对多种液晶材料在太赫兹波段的光学特性进行计算模拟。
（2）采用材料模拟软件VASP计算不同种类液晶材料的电子结构和光学特性，分析其调制太赫兹光的能力和性能。
（3）采用量子化学计算软件Gaussian对液晶材料分子结构进行优化，获取分子的各项物理化学参数，并分析其对光学特性的影响。
三、预期结果和意义
1.预期结果：
本课题研究将获得多种液晶材料在太赫兹波段的光学特性，包括折射率、吸收率、色散等，同时还将探究液晶作为调制器时对太赫兹光的调制能力。最终得到的数据将可以对不同种类液晶材料的性能进行比较评估，为太赫兹波段应用提供科学支持。
2.意义：
本课题的研究结果有以下几个方面的意义：
（1）对太赫兹光的调制和控制提供了新的理论支持和技术手段。
（2）为液晶材料在太赫兹波段应用的优化和开发提供了研究基础和理论指导。
（3）为太赫兹波段成像、通信、检测等领域的技术开发和应用提供了科学支持。
四、计划进度
根据研究的具体内容和方法，本课题的计划进度如下：
（1）文献查阅和调研，制定研究计划和方案，明确研究内容和方法。
（2）收集液晶材料的性质参数，建立模型，进行材料计算和模拟，得到太赫兹波段下的液晶光学特性。
（3）分析研究结果，探究液晶作为调制器时对太赫兹光的调制能力和性能。
（4）总结研究成果，编写开题报告和研究论文，并进行口头答辩。
五、参考文献
1.WangXB,CaoWJ,ChenC,etal.Terahertzliquidcrystalphotonicsandbeyond.NaturePhotonics,2017,11(3):156.
2.P.Palffy-MuhorayandD.A.Coleman,SearchTechniquesforChiralLiquidCrystalsforTHzApplications,GoldstoneElectronics,Inc.:Pasadena,CA,1998.
3.ParkHS,KimKW,LeeM,etal.NumericalmodelingofaTHzwaveguidefilledwithanematicliquidcrystal.OpticsExpress,2011,19(20):19409.
4.XieJB,ZhaoY,ZhouY,etal.TerahertzWaveModulationbyHighBirefringenceNematicLiquidCrystals.ChinesePhysicsLetters,2018,35(11):114203.