基于石墨烯的宽带可调谐超材料吸收器的研究

发布时间：2020-12-28 06:34

　　超材料是一种自然界不存在的人造材料,具有许多自然材料不具有的独特性质。超材料吸收器作为超材料研究的一个重要分支,是当前研究的一个热点。传统的超材料吸收器由金属谐振器-介质-金属底板构成,类似“三明治”结构,在特定的频段内可实现对电磁波的完美吸收。近年来,可调谐超材料吸收器由于在不改变其结构参数的情况下便可改变其吸收频段,在传感、检测、能量收集等方面具有广泛的应用前景。通常在吸收器的设计中,通过引入可开关二极管、相变材料、光敏材料或石墨烯材料等实现频率可调谐特性。本文主要基于石墨烯材料,设计了两种太赫兹宽带可调谐超材料吸收器,采用CST商业软件进行仿真分析,研究了所设计吸收器的吸收特性与吸收机理。主要内容如下:第一章主要介绍了超材料吸收器的研究背景和可调谐吸收器的国内外的研究进展。第二章设计了一种基于未图案化石墨烯的可调谐太赫兹超材料吸收器,其单元结构由开“米”字型缝隙的金属谐振器、无图案化的石墨烯层、介质层和金属底板四层构成。通过调节石墨烯的费米能,实现对吸收频率动态可调谐的宽带吸收特性。仿真研究表明,当石墨烯费米能调控为0.1eV时,吸收率达90%以上的绝对带宽为1.25THz,相对... 

【文章来源】：山西大学山西省

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 超材料吸收器的概念及研究意义
    1.2 传统超材料吸收器的研究进展
    1.3 频率可调谐超材料吸收器的研究进展
        1.3.1 基于二极管的可调谐/可开关超材料吸收器
        1.3.2 基于光敏材料的可调谐超材料吸收器
        1.3.3 基于相变材料的可调谐超材料吸收器
        1.3.4 基于石墨烯材料的可调谐超材料吸收器
    1.4 论文的主要内容及结构
第二章 基于未图案化的石墨烯太赫兹可调谐宽带超材料吸收器
    2.1 石墨烯的特性以及理论模型
    2.2 吸收器结构设计以及仿真参数设置
    2.3 可调谐的吸收特性
    2.4 可调谐吸收器的吸收机理
        2.4.1 电场分布分析
        2.4.2 电流分布分析
    2.5 结构参数以及入射角度对吸收特性的影响
    2.6 本章小结
第三章 基于图案化的石墨烯太赫兹可调谐宽带超材料吸收/反射器
    3.1 图案化石墨烯-介质结构模型
    3.2 吸收/反射特性分析
    3.3 吸收机理分析
        3.3.1 阻抗特性分析
        3.3.2 不同状态下电场和表面电流分布分析
    3.4 主要结构参数对吸收特性的影响
    3.5 不同入射角以及偏振角的变化吸收特性的影响
    3.6 本章小结
第四章 总结与展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
个人简况及联系方式



本文编号：2943297