基于石墨烯的超材料太赫茲吸收體設(shè)計.pdf

1、超材料是一種具有周期性單元結(jié)構(gòu)的人工復(fù)合材料，通過結(jié)構(gòu)單元的尺寸及形狀的設(shè)計，使其具有奇異的電磁特性，并在電磁學(xué)、光學(xué)、材料學(xué)等領(lǐng)域擁有廣泛的應(yīng)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(xué)特性，在新材料及電子信息領(lǐng)域引起了人們廣泛的關(guān)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(lǐng)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(shè)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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)中的金屬圖案層進行仿真分析。結(jié)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(jié)果表明該吸收體的吸收特性偏振無關(guān)，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(jié)構(gòu)。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(jié)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