基于石墨烯的超材料太赫茲吸收體設計.pdf

1、超材料是一種具有周期性單元結構的人工復合材料，通過結構單元的尺寸及形狀的設計，使其具有奇異的電磁特性，并在電磁學、光學、材料學等領域擁有廣泛的應用前景。自2004年石墨烯被證明可在自然界中穩(wěn)定存在以來，石墨烯便以其優(yōu)良的電學特性，在新材料及電子信息領域引起了人們廣泛的關注和強烈的興趣。石墨烯在太赫茲、紅外波段可支持表面等離子波，使基于石墨烯的超材料研究成為新型電磁材料領域的重要課題。
　　本文主要圍繞基于石墨烯的超材料太赫茲吸收體

2、的理論研究與設計而展開，主要研究內(nèi)容如下:
　　1.提出一種基于有圖案石墨烯的超薄寬帶超材料太赫茲吸收體結構，利用石墨烯-介質(zhì)層-石墨烯的石墨烯圖案層來代替典型三層超材料結構中的金屬圖案層進行仿真分析。結果表明，對于厚度為33.254μm吸收體，表面等離子體共振產(chǎn)生了處于f=1THz處的諧振峰，而由于F-P腔的作用在f=1.35THz頻率處產(chǎn)生諧振，通過吸收峰的疊加達到了擴展吸收帶寬的效果，從而實現(xiàn)了對太赫茲波的寬帶吸收，并且在1

3、.026THz吸收帶寬內(nèi)其吸收率能到達到80％以上。進一步的仿真結果表明該吸收體的吸收特性偏振無關，并對入射角變化不敏感。
　　2.提出一種基于石墨烯方環(huán)制備的可調(diào)諧超材料太赫茲吸收體結構。該吸收體以石墨烯方環(huán)作為上層圖案層，中間介質(zhì)層的材料為Si，底層是Al平面層。仿真結果表明，在0.294THz、0.876THz頻率處實現(xiàn)了吸收率近100％的完美吸收，在1.458THz頻率處的吸收率達60％，并且在0.876THz以及1.45