石墨烯基可调控太赫兹超材料吸波器研究

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基于石墨烯吸波材料的研究进展

基于石墨烯吸波材料的研究进展石墨烯是一种具有单层碳原子组成的二维结构材料，具有独特的物理性质和广泛的应用前景。

石墨烯在电子学、光学、催化、传感等领域都有着重要的应用。

近年来，人们对石墨烯在吸波材料领域的研究越来越多，取得了一系列的研究进展。

石墨烯在吸波材料领域的应用主要基于它的优异的电磁波吸收性能。

由于其单层结构和高表面积，石墨烯可以吸收广泛的电磁波频段，包括微波、红外和可见光等。

此外，石墨烯还具有高导电性、热稳定性和机械强度等优点。

这些特性使得石墨烯成为一种有潜力的吸波材料。

石墨烯在吸波材料方面的研究主要集中在以下几个方面：首先是石墨烯的制备方法和结构调控。

石墨烯的制备方法有很多种，包括机械剥离、化学气相沉积和化学剥离等。

不同的制备方法会对石墨烯的结构和性能产生影响。

在吸波材料的应用中，石墨烯的结构对其吸波性能有很大的影响。

因此，研究人员通过结构调控来提高石墨烯的吸波性能。

例如，通过调控石墨烯的层数、缺陷和形状等参数，可以增强其吸波性能。

其次是石墨烯复合材料的设计和制备。

石墨烯可以与其他材料复合，形成复合吸波材料。

这些复合材料可以进一步提高石墨烯的吸波性能。

例如，将石墨烯与金属或其他纳米材料复合，可以实现宽频段和多频段的吸波性能。

石墨烯复合材料的制备方法有很多种，包括化学还原、溶胶-凝胶法和热还原等。

这些方法可以调控石墨烯与其他材料之间的相互作用，从而改变复合材料的吸波性能。

第三是石墨烯的吸波机理研究。

石墨烯的吸波性能与其导电性、介电性和磁性等有关。

石墨烯的吸波机理主要有电磁波的电导损耗、介电损耗和磁性损耗三部分构成。

石墨烯的电导损耗和介电损耗主要是由于其高导电性和高介电常数引起的，而石墨烯的磁性损耗主要是由于其磁性质引起的。

研究石墨烯的吸波机理，可以为进一步提高石墨烯的吸波性能提供理论基础。

最后是石墨烯在实际应用中的研究。

石墨烯的吸波材料在电磁波隐身、雷达探测以及太阳能电池等领域都有着广泛的应用。

《基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》范文

《基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》篇一一、引言随着科技的发展，太赫兹波在通信、生物医学和安全检测等领域的应用越来越广泛。

超材料吸收器作为太赫兹波应用的关键技术之一，其性能的优化和调控成为研究的热点。

本文提出了一种基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器，旨在通过材料的独特性质实现吸收器的性能优化和可调谐性。

二、石墨烯和二氧化钒的特性1. 石墨烯：石墨烯是一种由单层碳原子构成的二维材料，具有优异的电学、热学和力学性能。

在太赫兹波段，石墨烯具有较高的电导率和可调谐的电学性质，使得其成为超材料吸收器的理想材料。

2. 二氧化钒：二氧化钒是一种相变材料，在特定温度下会发生金属-半导体相变。

在太赫兹波段，二氧化钒的电学性质可调，且具有较高的光学透过率，使其成为超材料吸收器中可调谐元件的理想选择。

三、太赫兹可调谐超材料吸收器的设计本文设计的太赫兹可调谐超材料吸收器以石墨烯和二氧化钒为主要材料，通过将二者结合，实现吸收器的可调谐性。

设计过程中，我们采用了周期性排列的金属-介质-金属结构，其中介质层采用石墨烯和二氧化钒的复合材料。

通过调整石墨烯的电导率和二氧化钒的相变温度，实现吸收器的太赫兹波段的可调谐性。

四、吸收器性能的仿真与分析我们采用时域有限差分法对所设计的太赫兹可调谐超材料吸收器进行仿真分析。

仿真结果表明，该吸收器在太赫兹波段具有较高的吸收率和可调谐性。

通过调整石墨烯的电导率和二氧化钒的相变温度，可以实现吸收峰的频率移动和吸收强度的调节。

此外，该吸收器还具有较高的光学透过率和较低的反射率，有利于提高太赫兹波的应用效率。

五、实验验证与性能优化为了验证仿真结果的准确性，我们进行了实验验证。

通过制备基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器样品，并对其性能进行测试。

实验结果表明，该吸收器具有良好的可调谐性和较高的吸收率，与仿真结果基本一致。

为了进一步提高吸收器的性能，我们进一步优化了金属-介质-金属结构的尺寸和排列方式，以及石墨烯和二氧化钒的复合比例。

石墨烯太赫兹波动态调制的研究进展

１４］领域中扮演着引人注目的种类繁多，近些年来，有文献报道了多种基于不同材料和结构的太赫兹调制器，如量子阱、半导体超晶格、光子晶体和超材料的太赫兹调制器等。无论采用什么方式，我们都希望器件能够拥有较大的调制深度，非常快的调制速度以及较宽的调制带宽，但是在实际情况中，这些往往是不能够同时实现的。因此，人们也在不断探索能够应用于太赫兹波调制的新型材料。超材料、石墨烯等材料逐渐体现出了在太赫兹调制领域所具有的巨大潜力，成为人们研究的热点。利用超材料所制作的调制器件，拥有许多自然界材料所不具有的调制特性，因此是未来发展
（１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｓｃｈｏｏｌｏｆ，ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３０００７２，Ｃｈｉｎａ；ＰｒｅｃｉｓｉｏｎＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｎｄＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ２．ＣｅｎｔｅｒｆｏｒＴｅｒａｈｅｒｔｚＷａｖｅｓ，ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３０００７２，Ｃｈｉｎａ）ｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ，Ｅｍａｉｌ：ｔｉａｎｚｈｅｎ＠ｔｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎＣＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｇｒａｐｈｅｎｅｉｓａｔｗｏｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍａｔｅｒｉａｌａｎｄｈａｓｕｎｉｑｕｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄｏｐｔｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｗｈｉｃｈｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｔｅｒａｈｅｒｔｚｗａｖｅｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｅｒｅｖｉｅｗｓｔｈｅｔｅｒａｈｅｒｔｚｗａｖｅｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｄｅｖｉｃｅｂａｓｅｄｏｎｇｒａｐｈｅｎｅ，ａｎａｌｙｚｅｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｈｒｅｅｋｉｎｄｏｆｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｓｕｃｈａｓｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，ｏｐｔｉｃａｌｍｏｄｕｌａｔｉｏｎａｎｄｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｈｙｂｒｉｄｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ．Ｗｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅａｓｅｒｉｅｓｏｆｒｅｓｅａｒｃｈａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓｏｎｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｇｒａｐｈｅｎｅ，ｃｏｍｐａｒｅａｎｄａｎａｌｙｚｅｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｉｎＴＨｚｗａｖｅｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓｔｈｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｖｉｃｅｓ．Ｇｒａｐｈｅｎｅｔｕｎａｂｌｅｍｅｔａｍａｔｅｒｉａｌｐｒｏｖｉｄｅｓａｎｅｗｗａｙｔｏａｃｈｉｅｖｅｍｏｒｅｒａｐｉｄａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｔｔｅｒａｈｅｒｔｚｍｏｄｕｌａｔｏｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｅｒａｈｅｒｔｚ；ｇｒａｐｈｅｎｅ；ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ

《2024年基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》范文

《基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》篇一一、引言随着科技的飞速发展，超材料在电磁波谱的各个波段中展现出独特的物理特性和应用潜力。

在太赫兹（THz）波段，超材料吸收器因其高吸收率、高稳定性及良好的可调谐性等优势，被广泛应用于各种传感器、辐射源以及隐身技术等领域。

本文旨在设计并分析一种基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器。

二、石墨烯与二氧化钒的基本性质1. 石墨烯：作为一种二维原子晶体，石墨烯具有出色的导电性、热导率和光学透明度等特点。

在太赫兹波段，石墨烯能够表现出丰富的电学性质，因此是设计太赫兹超材料吸收器的理想材料。

2. 二氧化钒：作为一种相变材料，二氧化钒在特定温度下会发生金属-绝缘体相变，从而改变其电学和光学性质。

这种特性使得二氧化钒在太赫兹超材料吸收器的设计中具有可调谐性。

三、设计原理与结构本研究所设计的太赫兹可调谐超材料吸收器采用石墨烯和二氧化钒作为主要材料。

结构上，吸收器由上下两层金属结构、中间的介质层以及覆盖在介质层上的石墨烯和二氧化钒薄膜组成。

通过调节石墨烯和二氧化钒的电学性质，可以实现太赫兹波的吸收和反射的调控。

四、仿真分析与结果通过仿真分析，我们发现该超材料吸收器在太赫兹波段具有较高的吸收率，且吸收峰的位置可以通过调节石墨烯和二氧化钒的电导率进行调谐。

此外，该吸收器还具有良好的温度稳定性，能够在不同温度下保持较高的吸收率。

五、实验验证与讨论为了验证仿真结果的准确性，我们进行了实验验证。

实验结果表明，该太赫兹可调谐超材料吸收器在实验条件下表现出与仿真结果相似的性能。

此外，我们还对实验结果进行了讨论，分析了影响吸收器性能的因素以及可能的改进措施。

六、应用前景与展望基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器在许多领域具有广泛的应用前景。

例如，它可以应用于太赫兹传感器、辐射源以及隐身技术等领域。

此外，通过进一步优化设计，该吸收器还可以用于太赫兹通信、能量收集以及生物医学成像等领域。

基于石墨烯超材料的可调谐完美吸收器的研究

基于石墨烯超材料的可调谐完美吸收器的研究基于石墨烯超材料的可调谐完美吸收器的研究引言随着科学技术的不断发展，人类对于光的控制和利用也逐渐深入。

完美吸收器作为近年来兴起的研究热点之一，对于光的吸收和调控具有重要意义。

石墨烯超材料因其优异的光学性能成为控制光吸收的理想材料之一。

本文将介绍基于石墨烯超材料的可调谐完美吸收器的研究进展与应用前景。

1. 理论基础石墨烯是由碳原子构成的二维材料，其单层厚度和光学特性使其成为一个优秀的超材料候选者。

石墨烯的层间距离、带宽、载流子浓度等参数均可以通过外界调控，从而实现对于光吸收的调控。

采用石墨烯制备的超材料可以呈现出多种吸收特性，其中完美吸收是指在一定波长范围内吸收率达到100%。

石墨烯超材料的可调谐完美吸收器是通过调控石墨烯的物理参数，实现对吸收波长、强度和方向的精确控制。

2. 结构设计与制备方法为了实现可调谐完美吸收器，研究人员设计了一系列不同结构的石墨烯超材料。

这些结构包括周期性光栅、金属纳米颗粒阵列和石墨烯层叠结构等。

通过改变这些结构的尺寸、形状和间距，可以调控吸收光的波长。

制备石墨烯超材料的方法包括机械剥离法、化学气相沉积法和电化学沉积法等。

其中，化学气相沉积法可以在大面积上获得高质量的石墨烯超材料。

3. 特性与调控机制石墨烯超材料的特性与调控机制是可调谐完美吸收器的关键。

石墨烯的载流子浓度可以通过施加外电场或通过控制气体环境中的吸附分子浓度来改变，从而实现对吸收的调控。

此外，石墨烯的层间距离也可以通过机械拉伸或压缩来调节，对吸收波长有重要影响。

通过在石墨烯超材料中引入铁磁性材料，还可以实现磁场调控的完美吸收效果。

4. 应用前景可调谐完美吸收器在光通信、光电器件和光伏等领域具有广阔的应用前景。

在光通信方面，可调谐完美吸收器可以实现对不同波长光信号的选择性吸收和传输，从而实现多波长光信号的高效传输。

在光电器件方面，可调谐完美吸收器可以作为光探测器、太阳能电池等光电器件的关键部件，提高器件的效率和性能。

基于石墨烯的双频可调太赫兹吸波器

571 概述太赫兹波（THz波）是位于高频红外波和低频微波之间，且频率为0.1THz到10THz范围内的一种电磁波[1]。

虽然太赫兹波具有许多优异的性质，但是传统的光电子器件在太赫兹频段内因缺乏有效的器件导致无法高效地工作。

太赫兹超材料的出现弥补了太赫兹波段大多数材料较弱的电磁响应，对太赫兹技术的发展有着重要的指导意义。

其中，太赫兹完美吸收器作为太赫兹频段的重要光电子器件，在滤波、传感、热辐射等方面有着非常重要的应用[2]，得到了广泛关注。

早期超材料吸收器为金属-介质-金属的“三明治”结构[3]。

为了实现零反射，使入射的电磁波完全被吸收，这就需要设计吸收器的材料属性和尺寸结构，以便使吸收器的等效阻抗与自由空间的阻抗相匹配[4]。

这些吸收器通常只能工作在某个具体的频率下，若想满足其他频率下共振吸收的要求，就只有改变设计结构的尺寸来调节共振频率，这样会带来很大的不便。

因此，在不改变吸收器自身结构的基础上可通过改变材料的可调性质来改变其电磁特性的动态可调材料吸波器备受关注。

石墨烯，一种紧密包裹在二维蜂窝晶格中的单层碳原子，是近年来的研究热点[5]。

由于石墨烯的表面电导率可以通过静电掺杂或施加偏置电压来轻松调节[6]，可实现THz范围内的可调吸收谱。

石墨烯应用在太赫兹吸收器结构上可以实现共振频率可调、多个频点吸收和增加吸收带宽的要求[7]，但是尚无文献实现多频共振的同时实现不同频点的单独可调，进而实现滤波器的灵活调节。

本文设计了一种电可调材料石墨烯太赫兹吸收器，其由2个半径接近的石墨烯圆盘组成单元结构，使太赫兹石墨烯吸收器分别在共振频率2.7999THz和3.2899THz处实现了99%和85.4%的双频吸收效果，并且通过同时改变2个石墨烯圆盘化学势和单独改变每一个石墨烯圆盘化学势，实现了共振频率同时可调以及各个石墨烯圆盘单独可调的效果，并且在单独可调时也能达到90%以上的吸收。

为实现灵活地调控共振频率，有效地提高了这些器件在太赫兹波段诸如多频带滤波、吸收等应用提供了指导意义。

基于石墨烯超材料的宽频带可调太赫兹吸波体

第19卷第6期太赫兹科学与电子信息学报Vo1.19，No.62021年12月 Journal of Terahertz Science and Electronic Information Technology Dec.，2021文章编号：2095-4980(2021)06-0973-06基于石墨烯超材料的宽频带可调太赫兹吸波体胡丹1，付麦霞2，朱巧芬3(1.安阳师范学院物理与电气工程学院，河南安阳 455000；2.河南工业大学信息科学与工程学院，河南郑州 450001；3.河北工程大学数理科学与工程学院，河北邯郸 056038)摘要：基于二维材料石墨烯，设计了一款宽频带可调谐超材料太赫兹吸波体。

该吸波体由三层结构组成，顶层为石墨烯超材料，中间层为二氧化硅，底层为金属薄膜。

仿真结果表明，当石墨烯的费米能级为0.7eV时，该吸波体在1.11~2.61THz频率范围内吸收率超过90%，相对吸收带宽为80.6%。

当石墨烯的费米能级从0eV增大到0.7eV时，该吸波体器件的峰值吸收率可以从20.32%增大到98.56%。

此外，该吸波体器件还具有极化不敏感和广角吸收的特性。

因此，它在太赫兹波段的热成像、热探测、隐身技术等领域具有潜在的应用价值。

关键词：超材料；太赫兹；吸波体；石墨烯中图分类号：TN29文献标志码：A doi：10.11805/TKYDA2021248Tunable broadband terahertz absorber based on graphene metamaterialHU Dan1，FU Maixia2，ZHU Qiaofen3(1.School of Physics and Electrical Engineering，Anyang Normal University，Anyang Henan 455000，China；. All Rights Reserved.2.College of Information Science and Engineering，Henan University of Technology，Zhengzhou Henan 450001，China)3.School of Mathematics and Physics Science and Engineering，Hebei University of Engineering，Handan Hebei 056038，China)Abstract：A tunable broadband terahertz absorber based on graphene metamaterial is proposed and numerically demonstrated. The absorber consists of three layers: the upper is the graphene metamateriallayer, the middle is the SiO2layer, and the bottom is the metallic layer. Simulation results demonstratethat the proposed absorber achieves over 90% absorption in 1.11- 2.61THz with a relative bandwidth of80.6%when Fermi level c=0.7eV. The peak absorption rate of the proposed absorber can be tuned from20.32%to 98.56%by changing the Fermi energy of graphene from 0eV to 0.7eV. Additionally, theproposed absorber is insensitive to polarization and has high absorbance to wide incidence angles. Suchdesign may have some potential applications in thermal imaging, thermal detecting, and stealth technique.Keywords：metamaterial；terahertz；absorber；graphene超材料吸波体具有厚度薄、质量轻、吸收能力强、高度集成等优点，并且可以“量需定制”。

《2024年基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》范文

《基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》篇一一、引言随着科技的飞速发展，太赫兹波（THz）技术在众多领域如通信、医疗、安全检查等中扮演着越来越重要的角色。

而超材料吸收器作为太赫兹波技术的关键组件，其性能的优化与提升一直是科研领域的热点。

近年来，基于石墨烯和二氧化钒（VO2）的可调谐超材料吸收器因其在频率选择、可调谐性等方面的优异性能而备受关注。

本文旨在研究并分析基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器的性能与特点。

二、石墨烯与二氧化钒的基本性质1. 石墨烯：石墨烯是一种由单层碳原子构成的二维材料，具有优异的电学、热学和力学性能。

在太赫兹波段，石墨烯的电导率可以通过外部电场或化学掺杂进行调控，从而实现对太赫兹波的吸收和透射的调节。

2. 二氧化钒（VO2）：VO2是一种典型的相变材料，在特定温度下会发生金属-绝缘体相变。

在太赫兹波段，VO2的介电常数会随着相变发生显著变化，从而改变其对太赫兹波的吸收特性。

三、太赫兹可调谐超材料吸收器的设计原理基于上述两种材料的独特性质，本文设计的太赫兹可调谐超材料吸收器由石墨烯和VO2构成。

通过调整石墨烯的电导率和VO2的介电常数，实现对太赫兹波的吸收峰的频率和强度的调节。

此外，通过设计特定的超材料结构（如周期性阵列、开口环等），可以进一步增强太赫兹波与吸收器的相互作用，提高吸收效率。

四、实验设计与结果分析1. 实验设计：本文采用微纳加工技术制备了基于石墨烯和VO2的太赫兹可调谐超材料吸收器。

首先，在基底上制备VO2薄膜，然后在其上制备石墨烯薄膜，并设计特定的超材料结构。

通过改变石墨烯的掺杂程度和VO2的相变状态，实现对太赫兹波的吸收特性的调节。

2. 结果分析：实验结果表明，基于石墨烯和VO2的太赫兹可调谐超材料吸收器在太赫兹波段具有优异的吸收性能。

通过调整石墨烯的电导率和VO2的介电常数，可以实现太赫兹吸收峰的频率和强度的连续可调。

此外，该吸收器还具有较高的稳定性和可重复性，适用于多种应用场景。

《基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》范文

《基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》篇一一、引言近年来，随着超材料科技的不断发展，人们对于高频电磁波段的操控及运用越发感兴趣。

特别是对于太赫兹（THz）频段而言，其在无线通信、医学诊断、安全检测等领域具有广泛的应用前景。

而如何设计一款在太赫兹频段内具有高效率、高稳定性和可调谐性的超材料吸收器，则成为了科研人员追求的目标。

本文提出了一种基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器，以期在上述领域提供一种全新的解决方案。

二、太赫兹可调谐超材料吸收器的构造及工作原理（一）材料选取及结构特点1. 石墨烯：具有优良的电导率，且通过改变其载流子浓度可以调控其电导率。

在太赫兹频段内，石墨烯的电磁响应特性尤为突出。

2. 二氧化钒（VO2）：一种具有相变特性的材料，在特定温度下，其电导率会发生显著变化，从而影响其电磁响应特性。

该吸收器采用周期性排列的金属-绝缘体-金属（MIM）结构，其中绝缘层采用基于石墨烯和二氧化钒的复合材料。

这种结构有利于实现对太赫兹波的有效吸收和调控。

（二）工作原理该吸收器的工作原理基于电磁共振和材料相变特性。

当太赫兹波入射到吸收器上时，其与金属层和绝缘层之间的相互作用产生电磁共振，从而实现高效吸收。

同时，通过改变石墨烯和二氧化钒的电导率，可以调节该共振频率，从而实现对太赫兹波的调谐。

三、制备及实验结果分析（一）制备过程制备该超材料吸收器需要使用纳米级工艺，通过将石墨烯和二氧化钒分别与金属薄膜交替排列并加工成特定结构，完成超材料吸收器的制备。

（二）实验结果分析实验结果表明，该太赫兹可调谐超材料吸收器具有较高的吸收率、稳定性及调谐性能。

其吸波率可达到95%《基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》篇二一、引言随着科技的飞速发展，超材料吸收器在无线通信、雷达探测、生物医学等领域得到了广泛的应用。

其中，可调谐超材料吸收器由于具有动态调控、可重构的特性，更受研究者们的青睐。

近年来，基于石墨烯和二氧化钒等新兴材料的太赫兹可调谐超材料吸收器逐渐成为研究热点。

THz可调超材料吸波器研究

THz可调超材料吸波器研究超材料吸波器是一种人工设计的亚波长吸波结构, 具有吸收强、厚度薄、电磁特性可设计的优点, 能够有效提升太赫兹功能器件的灵敏度, 在太赫兹波段的传感、雷达、隐形技术的发展中扮演着重要角色。

由于超材料自身的谐振机理, 大多数吸波器结构的吸收带宽较窄, 且每种结构一旦加工完成, 其性能往往是固定不变的, 无法满足多种场景下的灵活吸波需求。

此外, 现有的宽带超材料吸波器通常只能工作在单个频段内,无法实现多频段的宽带吸收效果。

为此, 本文提出了几种太赫兹波段的可调宽带超材料吸波器以及多频段宽带吸波器, 并对它们的吸收特性和吸收机理进行了深入分析。

同时在实验中, 加工并验证了一种宽角度的太赫兹吸波器。

本文的主要研究内容和成果如下:(1) 基于石墨烯的可调特性, 分别提出了一种单频段和一种双频段的可调太赫兹超材料吸波器。

其中单频段吸波器是由石墨烯图案- 介质-金属组成的三层结构,其在7-9.25 THz 的频率范围内实现了幅度大于90%的宽带吸收, 对应的相对带宽为27.9%。

通过对不同大小的圆环孔洞进行嵌套组合,吸收带宽可以进一步增大到3.2 THz, 对应相对带宽提升到39.3%。

双频段吸波器则是由介质谐振单元- 单层石墨烯- 介质-金属组成的四层结构, 兼具宽带吸收和双频段吸收特性,其超过80%吸收的相对带宽分别达到了97.8%和31%。

通过调节石墨烯的化学势，可以使吸波器在“开启”(吸收值>80%)和“关闭”(反射值>90%)状态之间自由切换，具有高度的灵活性。

此外,由于该结构使用无图形的单层石墨烯,在加工和控制方面都具有很大的优势。

(2) 基于二氧化钒的相变特性, 提出了一种太赫兹波段的可切换宽带吸波器。

该吸波器是由金属贴片-介质-二氧化钒底板组成的三层结构, 可以在1.116-1.564 THz的频率范围内实现极化不敏感的宽带吸收效果：吸收幅度超过89.7%,对应的相对带宽为33.8%。

《基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》范文

《基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》篇一一、引言随着科技的飞速发展，超材料在电磁波谱的各个波段中发挥着越来越重要的作用。

太赫兹波作为一种具有特殊性质的电磁波，其超材料吸收器的研究已成为当前的研究热点。

本文将介绍一种基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器，它通过引入先进的纳米材料和设计技术，为太赫兹波的吸收提供了新的可能。

二、背景及原理太赫兹波具有较高的穿透性和较高的分辨率，因此其在医疗、安全检查、通信等领域具有广泛的应用前景。

然而，传统的太赫兹吸收器在调谐性和工作范围等方面存在局限性。

为了解决这一问题，研究者们开始探索新型的超材料吸收器。

石墨烯和二氧化钒是两种具有优异性能的纳米材料。

石墨烯具有出色的导电性能和可调的电导率，而二氧化钒则具有温度敏感的相变特性。

基于这两种材料的特性，我们可以设计出一种可调谐的太赫兹超材料吸收器。

三、设计与实现1. 材料选择：我们选用高质量的石墨烯和二氧化钒作为超材料的基本组成单元。

通过先进的制备技术，如化学气相沉积、物理气相沉积等，在特定基底上制备出高质量的纳米结构。

2. 结构设计：在结构设计上，我们采用周期性的阵列结构，通过精确控制阵列的尺寸、形状和间距等参数，实现对太赫兹波的精确操控。

3. 调谐机制：通过改变石墨烯的电导率或通过改变温度诱导二氧化钒的相变，我们可以实现对超材料吸收器的调谐。

在石墨烯层中引入外部电场或磁场，可以调整其电导率，从而改变其与太赫兹波的相互作用；而通过改变二氧化钒的温度，可以引发其从绝缘态到金属态的转变，从而改变其光学性质。

四、性能分析经过实验验证，该太赫兹可调谐超材料吸收器具有以下优点：1. 良好的吸收性能：在太赫兹波段具有较高的吸收率，能有效地将入射的电磁波转化为热能。

2. 调谐性：通过调整石墨烯的电导率或二氧化钒的温度，可以实现对吸收器的调谐，使其在不同的频率上工作。

3. 温度稳定性：二氧化钒的相变特性使其在温度变化时仍能保持良好的工作性能。

《2024年基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》范文

《基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》篇一一、引言随着科技的飞速发展，超材料吸收器在无线通信、雷达探测、生物医学等领域得到了广泛的应用。

而其中，基于石墨烯和二氧化钒的复合材料由于其优异的物理特性，正逐渐成为该领域的研究热点。

本篇论文旨在研究基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器的设计与性能。

二、石墨烯与二氧化钒的物理特性石墨烯是一种由单层碳原子组成的二维材料，具有优异的导电性、热导率和机械强度。

而二氧化钒作为一种相变材料，在特定温度下会发生金属-半导体相变，其电导率也会随之发生显著变化。

这两种材料的独特性质使得它们在超材料吸收器的设计中具有巨大的潜力。

三、太赫兹可调谐超材料吸收器的设计本论文提出了一种基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器。

设计思路是通过将石墨烯和二氧化钒进行复合，利用其独特的电导率和相变特性，实现对太赫兹波的吸收和调谐。

具体设计如下：首先，制备出石墨烯和二氧化钒的复合薄膜，然后将其置于太赫兹波的传播路径上，形成一种超材料结构。

通过调整石墨烯的电导率和二氧化钒的相变温度，可以实现对太赫兹波的吸收和调谐。

四、实验结果与分析通过实验，我们发现在特定条件下，该太赫兹可调谐超材料吸收器可以实现对太赫兹波的高效吸收和调谐。

具体来说，当石墨烯的电导率和二氧化钒的相变温度达到一定值时，该吸收器可以在太赫兹频段内实现高效的吸收和调谐。

此外，我们还发现该吸收器的调谐范围可以通过改变石墨烯的电导率或二氧化钒的相变温度进行调节。

五、结论本论文提出了一种基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器，并对其进行了实验验证。

实验结果表明，该吸收器在太赫兹频段内可以实现高效吸收和调谐，且调谐范围可通过改变石墨烯的电导率或二氧化钒的相变温度进行调节。

因此，该吸收器在无线通信、雷达探测、生物医学等领域具有广泛的应用前景。

六、展望未来，我们将进一步研究基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器的性能优化方法，以提高其吸收效率和调谐范围。

《2024年基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》范文

《基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器》篇一一、引言随着科技的发展，太赫兹波段的应用日益广泛，其独特的物理特性和广泛的应用前景使得太赫兹技术成为研究热点。

超材料吸收器作为太赫兹技术中的重要组成部分，其性能的优化和功能的拓展一直是科研人员的研究重点。

本文提出了一种基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器，旨在通过新型材料的组合与优化，实现更高效、可调的太赫兹波吸收。

二、材料与方法1. 材料选择本研究所用的主要材料为石墨烯和二氧化钒。

石墨烯具有优异的电学、热学和力学性能，是制备超材料吸收器的理想选择。

二氧化钒则因其独特的相变特性，在太赫兹波段表现出优异的调制性能。

2. 结构设计与制备本吸收器采用周期性金属-介质-金属的三层结构，其中介质层采用石墨烯和二氧化钒的复合材料。

通过精密的纳米加工技术，将石墨烯和二氧化钒按照一定比例混合，并沉积在金属层之间，形成超材料吸收器。

三、实验结果与分析1. 吸收性能分析实验结果表明，基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹可调谐超材料吸收器在太赫兹波段表现出优异的吸收性能。

通过调整石墨烯和二氧化钒的比例，可以实现对吸收峰的调控，从而实现太赫兹波的灵活吸收。

2. 调谐性能分析由于二氧化钒的相变特性，本吸收器在特定温度下表现出可调谐的吸收性能。

随着温度的变化，二氧化钒的相变导致吸收器的介电性能发生变化，从而实现对太赫兹波的调谐吸收。

这一特性使得本吸收器在动态太赫兹系统中具有广泛的应用前景。

四、讨论本研究的太赫兹可调谐超材料吸收器具有以下优点：一是通过石墨烯和二氧化钒的组合，实现了对太赫兹波的高效吸收；二是通过调整材料比例和温度调控，实现了对太赫兹波的灵活调谐；三是制备工艺简单，成本低廉，有利于大规模生产和应用。

然而，本研究仍存在一些局限性。

首先，石墨烯和二氧化钒的混合比例和制备工艺对吸收器的性能有较大影响，需要进一步优化。

其次，本吸收器的调谐范围和调谐速度还有待提高，以满足更广泛的应用需求。

石墨烯基复合材料的制备及吸波性能研究进展

石墨烯基复合材料的制备及吸波性能研究进展摘要随着吉赫兹（GHz）频率范围的电磁波在无线通信领域的广泛应用，诸如电磁干扰、信息泄露等问题亟待解决。

此外，军事领域中的电磁隐身技术与导弹的微波制导需要，使得电磁波吸收材料受到持续而广泛的关注。

因此，迫切需要发展一种厚度薄、频带宽、强吸收的吸波材料。

石墨烯作为世界上最薄硬度最强的纳米材料，优点很多，例如石墨烯制成的片状材料中，厚度最薄，比表面积较大，具有超过金刚石的强度等，这些优点满足吸波材料的需求。

石墨烯基复合材料在满足吸波材料基本要求的基础上又提升了材料吸收波的能力。

本文简单地介绍了吸波材料及石墨烯，综述概况了石墨烯基复合材料的研究现状，包括石墨烯复合材料制备方法、微观形貌以及复合材料的吸波性能，提出了石墨烯基复合吸波材料未来的发展方向。

关键词石墨烯基；吸波材料；纳米材料Progress in Preparation and absorbing properties ofgraphene-based compositesAbstract With the gigahertz (GHz) freque ncy range of the electromag netic waves are widely used in wireless com muni cati ons, such as electromag netic in terfere nee, in formati on leaks and other problems to be solved. In additi on, military stealth tech no logy in the field of electromag netic and microwave guided missiles require such electromagnetic wave absorbing material is subjected to a sustained and widespread concern. Therefore, an urge nt n eed to develop a thin, wide freque ncy band, a strong absorpti on of absorb ing materials.Graphe ne as the stron gest of the world's thinn est hard ness nano materials, has many adva ntages, such as a sheet material made of graphe ne, the thinnest, large specific surface area, with more than a diamond of stre ngth, these ben efits meet absorbers It n eeds. Graphe ne-based composites on the basis of absorbing materials to meet the basic requireme nts but also enhance the ability of the material to absorb waves.This article briefly describes the absorb ing material and graphe ne, graphene reviewed before the status quo based composite materials research, including graphene composite material preparation, morphology and absorbing properties of composites madeof graphene-based compositesuck the future directi on of wave material.Keywords graphe ne groups; absorb ing materials; Nano materials目次1绪论 (1)1.1吸波材料的简介 (1)1.1.1吸波材料的发展前景 (1)1.1.2吸波材料的分类 (1)1.1.3吸波材料的吸波机理 (1)1.2石墨烯的简介 (2)1.2.1石墨烯的研究现状 (2)1.2.2石墨烯的制备方法 (2)1.3国内石墨烯工业的发展 (3)1.4本文研究的简介 (4)2. 石墨烯复合材料的制备及吸波性能 (5)2.1石墨烯/金属氧化物复合材料 (5)2.1.1石墨烯/四氧化三铁 (5)2.1.2石墨烯基/氧化钐 (10)2.2石墨烯/金属复合材料 (12)2.2.1石墨烯/Ni复合材料 (12)2.2.2化学镀钴石墨烯复合吸波材料 (18)2.3石墨烯/导电聚合物吸波材料 (19)2.3.1石墨烯/聚苯胺 (19)2.3.2石墨烯/聚吡咯 (20)3. 石墨烯基复合材料吸波性能对比 (21)4. 石墨烯基复合材料的发展方向 (23)5. 结论 (24)参考文献 (25)致谢 ................................. 错误！未定义书签。