本文選題：石墨烯　切入點：超表面　出處：《桂林電子科技大學》2017年碩士論文

【摘要】：電磁超材料(Metamaterial)是由經(jīng)特殊設計亞波長微納結構單元經(jīng)過合理的排布構成的新型人工材料,打破了傳統(tǒng)材料固有的局限,能獲得常規(guī)材料不具備或者難以實現(xiàn)的物理特性,為人們在微納尺度上靈活操控電磁波提供有效的技術手段。超表面(Metasurface)是二維平面超材料,是超材料近年來最新的研究方向和重要分支。由于其具有微型化、平板可集成化等優(yōu)點,已成為學術研究的熱點�，F(xiàn)有的金屬超表面具有天然的歐姆損耗,且在器件成型后不能動態(tài)調節(jié),難以滿足在靈活調控電磁波方面的需求。尋求動態(tài)可控的超表面,擴大其應用范圍,成為了學術界的研究焦點。近年來,學者們相繼提出利用液晶、微波開關、微電機系統(tǒng)等其它具有可變電磁響應的材料和技術來動態(tài)操控電磁波的傳播,但由于其存在系統(tǒng)復雜、調控范圍窄等缺點,在一定程度上限制了器件應用范圍。石墨烯擁有獨特的光電特性,僅需通過調節(jié)費米能級就能靈活改變電磁參數(shù),在動態(tài)電磁調控方面顯示了巨大的潛能。石墨烯和超表面的完美結合無疑為動態(tài)電磁調控技術提供了新思路,為新型可控功能器件的研究與設計開辟了嶄新的方向。本文圍繞石墨烯超表面的電磁特性展開研究,著重對石墨烯超表面在可調諧功能器件中的應用進行研究,主要工作如下:(1)設計、研究了工作范圍在20-40 THz的中紅外波段的單頻、雙頻線極化轉換器。對于單頻極化器而言,在22.541 THz處,該轉換器的轉換效率可達99.38%。對于雙頻極化器而言,當頻率為30.47 THz和33.137 THz時,其轉換效率分別達到96.31%和95.12%。通過改變石墨烯的費米能級,能在較寬頻帶范圍內實現(xiàn)動態(tài)調節(jié)的同時保持較高的極化轉換率。(2)設計、研究了工作于太赫茲頻段的單頻、雙頻和寬頻帶吸波器。利用不同尺寸超表面結構上下級聯(lián)的方式,吸收率為90%以上的帶寬相比于單層吸波器擴大了三倍。所設計的吸波器同樣可以通過改變石墨烯的費米能級來實現(xiàn)頻率的動態(tài)調控。同時,引入了表面電流及z向電場分布分析了其吸波機理。當TE與TM模式波以較大的斜入射角度入射時仍具有較高的吸收特性。此外,由于結構的對稱性,該吸波器對電磁波的極化方式不敏感。
[Abstract]:Electromagnetic metamaterial ( Metamaterial ) is a new type of artificial material which is composed of specially designed sub - wavelength micro - nano structural unit , which breaks through the inherent limitation of traditional materials . It can be used to control electromagnetic waves flexibly .

【學位授予單位】：桂林電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TQ127.11;TB34

【參考文獻】

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本文編號：1679145