超材料指的是具有人工設(shè)計的結(jié)構(gòu)并呈現(xiàn)出天然材料所不具備的超常物理性質(zhì)的復(fù)合材料。利用超材料可以實(shí)現(xiàn)對電磁波性能的任意“裁剪”,從而可獲得如負(fù)折射率、完美透鏡以及電磁隱身等奇特的電磁性能。近年來,基于石墨烯超材料的太赫茲完美吸收器已經(jīng)引起研究人員的廣泛關(guān)注。與傳統(tǒng)金屬超材料相比較,石墨烯超材料最引人入勝的特性是能通過外加激勵對其電磁特性主動調(diào)諧,從而實(shí)現(xiàn)對吸收性能的調(diào)諧。然而,如何設(shè)計多吸收帶、結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)諧方式靈活和調(diào)諧范圍廣的石墨烯超材料太赫茲完美吸收器仍然是一個挑戰(zhàn)。本論文基于石墨烯超材料設(shè)計了雙帶、四帶以及雙寬帶的太赫茲吸收器,并通過軟件數(shù)值模擬對其吸收特性進(jìn)行了詳細(xì)分析。主要研究內(nèi)容如下:一、基于圖案化石墨烯的太赫茲超材料吸收器:（a）圓盤和圓環(huán)型石墨烯結(jié)構(gòu)堆疊的雙帶太赫茲吸收器。數(shù)值模擬結(jié)果表明,在4.58THz和7.89THz該吸收器實(shí)現(xiàn)近乎完美吸收。由于垂直堆疊的設(shè)計分離了層間的光學(xué)響應(yīng),再結(jié)合石墨烯可通過外加電壓改變其費(fèi)米能級的特性,從而實(shí)現(xiàn)主動的和獨(dú)立的調(diào)節(jié)兩個吸收峰,對應(yīng)的頻移達(dá)到29.5%和54.1%。此外,該吸收器對入射光極化方向不敏感;在TE和TM極化下,入射... 

【文章來源】：四川師范大學(xué)四川省

【文章頁數(shù)】：50 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 太赫茲
        1.1.2 超材料
        1.1.3 超材料完美吸收器
    1.2 石墨烯材料
    1.3 基于石墨烯超材料太赫茲吸收器的研究進(jìn)展
        1.3.1 基于圖案化石墨烯超材料的吸收器
        1.3.2 基于非圖案化石墨烯超材料的吸收器
        1.3.3 基于石墨烯和金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)超材料的吸收器
        1.3.4 基于石墨烯超材料的多頻以及寬帶吸收器
    1.4 本論文的研究意義和內(nèi)容安排
2 仿真模型建立與吸收機(jī)理
    2.1 石墨烯的光電導(dǎo)率模型
    2.2 石墨烯表面等離體激元
    2.3 電磁共振理論
    2.4 CST軟件和仿真步驟
3 基于圖案化石墨烯的太赫茲吸收器
    3.1 引言
    3.2 可獨(dú)立調(diào)諧雙帶太赫茲吸收器
        3.2.1 模型設(shè)計與參數(shù)
        3.2.2 仿真結(jié)果與吸收機(jī)理分析
        3.2.3 石墨烯費(fèi)米能級和結(jié)構(gòu)參數(shù)對吸收的影響
        3.2.4 入射角和極化角度對吸收的影響
    3.3 可調(diào)諧的四帶和雙寬帶太赫茲吸收器
        3.3.1 模型設(shè)計與參數(shù)
        3.3.2 仿真結(jié)果與分析
        3.3.3 石墨烯費(fèi)米能級和入射角對吸收的影響
4 基于非圖案化石墨烯的太赫茲吸收器
    4.1 模型設(shè)計與參數(shù)
    4.2 仿真結(jié)果與吸收機(jī)理分析
    4.3 石墨烯費(fèi)米能級對吸收的影響
    4.4 幾何參數(shù)和入射角對吸收的影響
5 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在校期間研究成果



本文編號：3182789