超材料吸波器的研究进展
基于超材料的宽带高吸收率吸波器研究
波 器 在 ｘ 波 段 雷 达 、电磁 隐 身 等 方 面 有 着 巨大 的 潜 在 应 用 。
ห้องสมุดไป่ตู้
关 键 词 ：超 材 料 吸 波 器 ；宽 频 带 ；高 吸 收 率 ；集 总 电 阻
中 图 分 类 号 ：ＴＮ９７２＋．４４
文 献 标 识 码 ：Ａ
ＤＯＩ：１０．１６１５７／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５８—７９９８．１７１４１２
ｈｉｇｈ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｆｏｒ ｉｎｃｉｄｅｎｔ ｗａｖｅ ｗｊｔｌ１ ｗｉｄｅ ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ ａｎｇｌｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ａ ｂ ｓｏｒｐｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｕｒ－
ｆａｃｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ａｂｓｏｒｂｅｒ．Ｔｈｅ ｂｒｏａｄｂａｎｄ ｈｉｇｈ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｍｅｔａｍａｔｅｒｉａｌ ａｂｓｏｒｂｅｒ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｈａｓ ａ ｈｕｇｅ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ Ｘ ｂａｎｄ ｒａｄａｒ， ｅｌｅｃｔｒ ｏ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｔｅａｌｔｈ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ． Ｋｅｙ ＷＯｒｄｓ： ｍｅｔａｍａｔｅｒｉａｌ ａｂｓｏｒｂｅｒ；ｂｒｏａｄｂａｎｄ；ｈｉｇｈ ａｂ ｓｏｒ ｐｔｉｏｎ；ｌｕｍｐｅｄ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ
中文 引 用 格 式 ：于榭 彬 ，宋 耀 良 ，范 事成 ．基 于超材 料 的宽 带 高吸 收率 吸 波器 研究 【Ｊ】．电子技 术 应用 ，２０１７，４３（１２）：８９—９１，９５． 英 文 引 用 格 式 ： Ｙｕ Ｘｉｅｂｉｎ，Ｓｏｎｇ Ｙａｏｌｉａｎｇ，Ｆａｎ Ｓｈｉｃｈｅｎｇ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｂｒｏａｄｂａｎｄ ａｎｄ ｈｉｇｈ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ａｂｓｏｒｂｅｒ ｂａｓｅｄ Ｏｉｌ ｍｅｔａｍａｔｅ‘ ｒｉａｌ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，２０１７，４３（１２）：８９—９１，９５．
基于超材料的多频带吸波器的设计与研究
Q U0 k%#f&#'._E * U1 k%7f$1&._E
图#!吸波器表面电场分布图
%H0!极化敏感特性研究
为探索吸波器对电磁波的极化是否敏感图0 给 出了在电磁波垂直入射到吸波器表面时极化角) ) 为电场S与>U轴的夹角从"s到5"s变化的吸波率曲 线 可以看出)从"s到5"s变化的所有曲线完全重 合从而说明吸波器具有极化不敏感的特性 这是由 于我们设计的吸波器具有高度的旋转对称性导致的
图0!极化角)对吸波率的影响曲线
%H1!宽入射角特性研究
实际应用中辐射的电磁波不都是垂直入射到我们 的吸波器表面的因此研究不同入射角度对吸波器的 吸波率影响是有必要的 图1;<分别是电磁波在 BS和BP模式下不同入射角! 定义为电磁波入射方 向与吸波器表面法向的夹角 对吸波器吸波率的影响 曲线 对BS模式而言入射角的变化与吸波率成负相 关随着入射角的增大吸波率总体而言降低当!在"s 到01s内变化时谐振峰%'# 和1 吸波率影响很小 谐振峰0 吸波率略有减少当!变化到&"s时谐振峰 %' 影响很小其他谐振峰吸波率有所降低但是!变 化到$1s时各谐振峰吸波率显著降低吸波性能变差 对BP模式入射角从"s到&"s变化时谐振峰%'#0 1 的吸波率影响很小当!变到$1s时谐振峰%'# 吸 波率显著降低谐振峰01 吸波率得到增强同时注意 到随着入射角!变大开始出现谐振峰&并且谐振峰& 峰值与入射角!成正相关 因此该吸波器不管是在 BS模式还是在BP模式下对于入射角!在"s至&"s范 围内变化均表现出良好的吸波特性从而说明本文设 计的吸波器具有宽入射角特性
吸波超材料研究进展
吸波超材料研究进展一、本文概述随着现代科技的不断进步，电磁波在通信、雷达、军事等领域的应用日益广泛，然而，电磁波的散射和干扰问题也随之凸显出来。
为了有效地解决这一问题，吸波超材料应运而生。
吸波超材料作为一种具有特殊电磁性能的人工复合材料，能够实现对电磁波的高效吸收，因此在隐身技术、电磁兼容、电磁防护等领域具有广阔的应用前景。
本文旨在综述吸波超材料的研究进展，包括其基本原理、设计方法、制备工艺以及应用现状等方面。
将介绍吸波超材料的基本概念和电磁特性，阐述其吸波原理及影响因素。
然后，将综述近年来吸波超材料在结构设计、材料选择以及性能优化等方面的研究成果。
接着，将讨论吸波超材料的制备方法，包括传统的物理法和化学法以及新兴的3D打印技术等。
将展望吸波超材料在未来的发展趋势和应用前景。
通过本文的综述，读者可以对吸波超材料的研究现状有全面的了解，并为进一步的研究和开发提供有益的参考。
二、吸波超材料的基本原理吸波超材料，作为一种人工设计的复合材料，其基本原理主要基于电磁波的干涉、散射、吸收和转换等物理过程。
吸波超材料通过特定的结构设计，能够有效地调控电磁波的传播行为，从而实现高效的电磁波吸收。
吸波超材料的设计往往采用亚波长结构，这种结构可以在微观尺度上调控电磁波的传播路径，使得电磁波在材料内部发生多次反射和干涉，从而增加电磁波与材料的相互作用时间，提高电磁波的吸收效率。
吸波超材料通常具有负的介电常数和负的磁导率，这使得电磁波在材料内部传播时，会经历与常规材料不同的物理过程。
当电磁波进入吸波超材料时，由于介电常数和磁导率的负值特性，电磁波的传播方向会受到调控，从而实现电磁波的高效吸收。
吸波超材料还可以通过引入损耗机制，如电阻损耗、介电损耗和磁损耗等，将电磁波的能量转化为其他形式的能量，如热能，从而实现电磁波的衰减和吸收。
这种损耗机制的设计对于提高吸波超材料的吸收性能至关重要。
吸波超材料的基本原理是通过调控电磁波的传播路径、改变电磁波的传播方向以及引入损耗机制，实现电磁波的高效吸收。
电磁超材料吸收器在太赫兹波段的研究进展
０ 引言
电磁 超 材 料 （ ｍｅ ｔ ａ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ） 是 一 种 异 于 天 然 的 人 工 复 合 结 构 或 复 合 材 料 … ，具 有 诸
如 负 折 射 效 应 ｊ 、 反 常 Ｄｏ ｐ ｐ ｌ ｅ ｒ效 应 ］ 、 反 常 Ｃｈ ｅ ｒ ｅ ｎ ｋ ｏ ｖ效 应 、 完 美 透 镜 等 超 常 物 理 特
领 域 的 超 材 料 吸 收 器 开 始 引 起 研 究 人 员 的关 注 ， 多 种 类 型 的 太 赫 兹 吸 收 器 相 继 出 现 ．电
磁 超 材 料 吸 收 器 的潜 在 应 用 包 括 测 辐射 热 仪 ， 电磁 隐 身 ， 热 发 射 以及 传 感 等 领 域 ． 本 文 综 述 了 当前 基 于 电磁 超 材 料 的 吸 收 器 在 Ｔ Ｈｚ波 段 的 研 究 最 新 进 展 ， 分 类 介 绍 了 不 同功 能 超 材 料 吸 收器 的结 构 及 特 点 ， 电磁 超 材 料 吸 收 器 在 太 赫 兹 波 段 的 发 展 趋 势 和 要
如果 在 一 定 条 件 下 ， 能 够 使 （ ）和 Ｒ（ ） 同 时 等 于 ０ 或 接 近 ０， 则 （ ） 一 ｌ， 即 实 现 了 近 完 美 吸 收 ．关 于 如 何 实 现 完 美 吸 收 ， 目前 有 两 种 理 论 ． １ ．１ 阻 抗 匹 配 理 论 该 理论认为 ， 吸波材 料要 实现 高吸收率 ， 必须 满足两 个条件 ： １） 吸 波 材 料 阻 抗 必 须
２ ０ １ ３年 １ ０月 第３ Ｏ卷 第 ５期
枣 庄学 院 学报
Ｊ Ｏ ＵＲ ＮＡ Ｌ Ｏ Ｆ Ｚ ＡＯ Ｚ ＨＵＡ ＮＧ ＵＮ Ｉ ＶＥ ＲＳ Ｉ Ｔ Ｙ
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宽频带超材料完美吸波器研究现状
宽频带超材料完美吸波器研究现状超材料是一种人工设计的周期性微纳结构材料，由于其具有天然常规材料所不具备的诸如负折射率、完美吸收、逆多普勒效应等特殊性能，近年来引起人们的极大关注。
超材料完美吸收器（PMA）作为超材料的一个重要分支，可以在特定波段对电磁波实现近乎完全的吸收。
自2008年LANDY等首次在11.5 GHz实现完美吸收后，PMA得到了快速的发展，并已实现在太赫兹波段、红外波段以及可见光波段的完美吸收。
虽然实现窄带的完美吸收是容易的，但是宽频带的完美吸收尤其是太赫兹及更高频段的宽频带完美吸收是相对困难的，这是由它的吸收机制、表面等离子共振（SPR）所引起的固有窄带造成的。
但对光电探测、光伏器件等十分具有发展前景的领域来说，实现宽带吸收是必要的。
因而，本文综述了近年来宽频带PMA的实现方法及相关应用，以期为宽频带PMA的发展提供帮助。
1 宽频带PMA的结构金属-介质-金属（MⅠM）三层结构，是设计PMA的普遍思路，不同类型的PMA均是在此结构基础上发展而来的。
近年来的研究认为，实现宽带吸收主要可以通过以下3种方式：①选用合适的材料，主要是难熔金属等，并通过恰当的几何设计，降低品质因数（Q值）实现宽带吸收；②在一个结构单元中包含多个尺寸差异较小、吸收峰较为接近的谐振器，并使其吸收峰互相融合，形成宽带吸收；③在同一结构单元中实现表面等离极化激元（SPP）、局域表面等离子共振（LSP）、法布里-珀罗（FP）等多种共振模式，进而实现宽带吸收。
1.1 金属-介质-金属型由于贵金属更易激发SPR，早期的PMA研究常采用贵金属金、银等，但这并不利于宽带的实现，且价格昂贵。
具有高损耗性能的难熔金属铬、钛、钨、镍等有助于增强电阻效应，降低Q值，增加吸收器的带宽，近年来被广泛应用于宽频带PMA的设计中。
ÜSTÜN等选用圆盘状金属Ti作为顶部金属层，中间介质层选用Ge，金属Al为底部金属，设计了一种结构简单、易于加工的3层结构，实现了在长波红外波段8～12.7 μm范围90%以上的吸收，将中间介质层换为SiO2并适当改变结构尺寸，可以实现在中红外波段2.41～5.4 μm 范围90%以上的吸收。
超材料在电磁波吸收中的应用研究
超材料在电磁波吸收中的应用研究随着科学技术的不断发展，人们对于材料的要求也逐渐提升，不仅需要具备基本的力学、物理性能，还需要具有其他具有特殊性能的材料。
超材料（metamaterial）作为一种新型材料，其独特的电磁特性使其在电磁波吸收方面具有了广泛的应用。
本文将探讨超材料在电磁波吸收中的应用研究。
一、超材料的概念和类型超材料是指材料的物理特性具有自然材料中不存在的性质，是由微观结构通过设计而得到的一种新型材料。
常见的超材料可分为电磁超材料、声波超材料和热辐射超材料等，其中最为广泛应用的是电磁超材料。
电磁超材料的基本特性包括负折射率、负电磁参数、负磁阻等，所以其在电磁波吸收中有着独特的应用。
负折射率表明电磁波在材料中传播的方向是反向的，负磁阻意味着材料的磁场对于外加磁场呈现了负响应，而负电磁参数则代表电磁波跟材料的相互作用是完全不同于自然材料的。
二、超材料在电磁波吸收中的应用超材料在电磁波吸收领域的研究已经具有了广泛的应用。
首先是在微波、红外线等频率下的应用，其次是在太赫兹频段下的应用，最后是在光学、紫外线等高频频段下的应用。
1. 微波、红外线频率下的应用在微波、红外线频率下，U形谐振结构、磁性导体及铁氧体超材料是研究最为深入的几种超材料。
相对于传统的吸波材料，这些超材料在吸收性能、宽带性能等方面都有着更优异的性能指标。
2. 太赫兹频段下的应用太赫兹波是介于微波和红外线之间频率的电磁波，无论是在生物成像、无损检测等领域，还是在通信、雷达等领域中，太赫兹波都有着广泛的应用。
太赫兹波的应用需要材料具有优异的吸收性能。
因此，研究太赫兹波吸收材料已经成为超材料领域的热点之一，广泛应用的超材料包括金属-介质-金属（MIM）结构、铁磁性金属等。
3. 光学、紫外线等高频频段下的应用在光学、紫外线等高频频段下，超材料的研究也在逐渐深入。
超材料的吸波性能通常是由其基本单元尺寸和排列方式所决定的，因此对于光学频段的研究需要更高精度的制备技术以及更加复杂的排列方式。
吸波材料的研究进展
吸波材料的研究进展摘要：吸波材料的研究是隐身技术发展的关键，吸波剂的好坏对于吸波材料的性能有很大的影响。
本文在对吸波材料以及其吸波原理进行介绍的基础上，大体阐述了有关吸波材料的研究进展，通过对几种常用的微波吸波剂的介绍，提出了未来吸波材料的发展将向着”薄、轻、宽、强”和耐腐蚀性等方面进行研究。
关键词：吸波材料吸波材料分类研究进展一、吸波材料的简介吸波材料是指能将投射在它表面的电磁波能量吸收并通过材料介质损耗转变为热能等其他形式的能量的一类材料，一般由基体材料（或粘结剂）与吸收介质（吸收剂）复合而成。
在工程上应用的吸波材料不仅在较宽频带内对电磁波的吸收率较高，还应该具备质量轻、耐高温、耐潮湿、抗化学腐蚀等特性。
一般情况下，吸波材料需要最大限度地使入射电磁波进入到吸波材料内部，从而减少电磁波的直接反射，即要求材料满足阻抗匹配；并且进入材料内的电磁波能迅速地被全部衰减掉，即要求材料满足衰减匹配[1]。
二、吸波材料的分类目前吸波材料分类较多，分类方法也有多种，现大致分为以下四种。
1.按材料成型工艺和承载能力，可分为涂型吸波材料和结构型吸波材料前者是将混合后的吸收剂（金属或合金粉末、铁氧体、导电纤维等）与粘合剂涂覆于目标表面形成吸波涂层，其具有操作方便，吸波性能好、工艺简单和容易调节等优点，广泛受到世界各国的重视。
后者是具有承载和吸波的双重功能通常将吸收剂分散在层状结构材料中，或是采用强度高、透波性能好的高聚物复合材料（如玻璃钢、芳纶纤维复合材料等）为面板，蜂窝状、波纹体或角锥体为夹芯的复合结构。
2.按吸波原理，吸波材料又可分为吸收型和干涉型两类吸收型吸波材料通过本身对雷达波进行吸收损耗可分为复磁导率与复介电常数基本相等的吸收体、阻抗渐变/宽频0吸收体和衰减表面电流的薄层吸收体三种基本类型；干涉型吸波材料则是利用吸波层表面和底层两列反射波的振幅相等相位相反进行干涉相消，这类材料的缺点是吸收频带较窄。
3.按材料的损耗机理，吸波材料可分为电阻型、电介质型和磁介质型三大类碳化硅石墨等属于电阻型吸波材料，电磁能主要衰减在材料电阻上；电介质型吸波材料的机理为介质极化驰豫损耗，如钛酸钡之类；铁氧体、羟基铁等属于磁介质型吸波材料，它的损耗机理主要是铁磁共振吸收。
超材料宽频吸波技术研究进展
超材料宽频吸波技术研究进展李宝毅;王蓬;周必成;张榕;赵亚娟【摘要】Due to the capability of perfect absorption,metamaterials becomes a hot research topic of wave absorbing materials.However,the narrow absorbing band limits the application of metamaterials.The per-fect absorbing structure and analyze its absorbing mechanisms was introduced.Then the methods to carry out wide-band absorbing and the research developments both of the domestic and foreign are reviewed. The characteristics of wide-band absorbing metamaterials'structure and property are summarized in clas-sification.Finally the developing trend of metamaterial absorbing technology is discussed.%超材料因其完美吸收特性成为吸波材料研究的热点,但其吸收频段窄成为限制其应用的瓶颈技术.介绍了超材料完美吸波结构,分析了其工作原理,重点综述了超材料实现宽频吸波的途径及其国内外研究现状,总结了各种宽频吸波超材料的结构和性能特点,最后对超材料吸波技术的发展趋势进行了探讨.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2016(045)003【总页数】5页(P542-546)【关键词】超材料;宽频吸波;进展【作者】李宝毅;王蓬;周必成;张榕;赵亚娟【作者单位】中国电子科技集团公司第三十三研究所,山西太原 030006;电磁防护材料及技术山西省重点实验室,山西太原 030006;中国电子科技集团公司第三十三研究所,山西太原 030006;电磁防护材料及技术山西省重点实验室,山西太原030006;中国电子科技集团公司第三十三研究所,山西太原 030006;电磁防护材料及技术山西省重点实验室,山西太原 030006;中国电子科技集团公司第三十三研究所,山西太原 030006;电磁防护材料及技术山西省重点实验室,山西太原 030006;中国电子科技集团公司第三十三研究所,山西太原 030006;电磁防护材料及技术山西省重点实验室,山西太原 030006【正文语种】中文【中图分类】TQ050.4+3;TN929.56超材料是指一类具有天然材料所不具备的超常电磁性质的人工复合结构或复合材料。
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Instrumentation and Equipments 仪器与设备, 2019, 7(2), 133-141Published Online June 2019 in Hans. /journal/iaehttps:///10.12677/iae.2019.72019Research Progress of MetamaterialAbsorberJiali Chai, Yanjie Ju*School of Electrical and Information Engineering, Dalian Jiaotong University, Dalian LiaoningReceived: Jun. 3rd, 2019; accepted: Jun. 21st, 2019; published: Jun. 28th, 2019AbstractIn order to make better use of electromagnetic waves and eliminate their negative effects, meta-material absorbers have become a major research direction. This is a device that converts elec-tromagnetic wave energy incident on its surface into other energy to deplete it through special structures and materials. Its particularity based on the application of metamaterials, and its unique electromagnetic properties compared with natural materials make it has great signific-ance in the electromagnetic field. In this paper, the current research status of supermaterial ab-sorbers at home and abroad will be introduced through the structures, mechanisms and materials of the absorbers. For the structures, it mainly introduces two types of tiled-array structure and three-dimensional structure. For the absorption mechanisms, it mainly introduces the frequency selection surface, electromagnetic resonance and surface plasma. For the materials, it introduces metal materials, ferrite materials, carbon materials and new materials in detail. With the conti-nuous innovation in the field of materials and the unremitting efforts of researchers, we believed the absorbing device will be applied to more and more fields with more perfect performances and shine in both the civilian and military fields.KeywordsMetamaterials, Absorber, Graphene, Absorbing Mechanism超材料吸波器的研究进展柴佳丽，鞠艳杰*大连交通大学电气信息工程学院，辽宁大连收稿日期：2019年6月3日；录用日期：2019年6月21日；发布日期：2019年6月28日*通讯作者。
柴佳丽，鞠艳杰摘 要为了更好的利用电磁波并消除其负面作用，超材料吸波器成为一大研究方向。
这是一种通过特殊结构和材料可以将入射到其表面的电磁波能量转化为其他能量损耗掉的器件，其特殊性在于超材料的应用，与天然材料相比独特的电磁特性使得它在电磁领域具有重大意义。
本文将从吸波器的结构、机理、材料三方面来介绍目前国内外超材料吸波器的研究现状。
针对吸波器结构主要介绍平铺阵列结构和立体结构两大类；针对吸波器吸波机理，主要介绍频率选择表面、电磁谐振和表面等离子体三方面；针对吸波器材料将从金属材料、铁氧体材料、碳材料和新型材料四方面入手进行详细介绍。
随着材料领域的不断革新和研究人员的不懈努力，相信吸波器将会在性能上更加完备，应用于更多领域，在民用和军事领域中都大放异彩。
关键词超材料，吸波器，石墨烯，吸波机理Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). /licenses/by/4.0/1. 引言无论是从医学上的透视成像、放疗到工业上的测距、通信，还是从微波炉等家用电器到军事上信息化战争的应用，电磁波都展示了它举足轻重的作用。
然而，科技是把双刃剑，电磁波被广泛应用的背后也存在着诸多隐患[1]：电子元器件之间的干扰、电磁信息泄露、电磁辐射威胁人体健康等。
目前电磁屏蔽大都采用反射机制，会造成二次电磁污染，所以研究以吸波机制为主的吸波体是最有效的电磁防护措施。
此外，在军事领域，电磁波吸收设备在日益重要的隐身和电磁兼容(EMC)技术中也占有一席之地，已成为现代化军事中电子对抗的法宝和秘密武器之一。
基于以上诉求，越来越多的科学家投入到吸波器的研究中。
除了科研人员的努力，推动吸波器不断发展的另一大原动力就是材料领域的推陈出新，其中超材料因具有超常的物理性质而成为主要的研究对象。
它本质上是一种单元结构尺寸远远小于工作波长的人工周期性结构，其基本结构单元的谐振特性可以决定相关电磁参数[2]。
研究者可以通过改变结构单元来调控超材料的等效介电常数和等效磁导率，从而改变器件对电磁波的响应[3]。
超材料吸波器(MMA)是通过独特的结构和材料将入射电磁波的能量损耗掉，减少反射和透射，从而达到吸波的效果。
本文将从结构、机理、材料三方面总结近年来国内外对于超材料吸波器的研究进展。
2. 国内外发展现状2.1. 吸波器的结构超材料吸波器从结构角度可大致分为平铺阵列结构和多层叠加立体结构。
平铺阵列结构就是同一单元结构的周期性排列，例如Wen 曾提出的基于VO 2薄膜的混合超材料吸波器[4]，其示意图和电磁特性如图1所示，由内外两种结构的电开口谐振环(eSRR)和放置在内环与基板之间的VO 2薄膜构成，可以实现双频点吸波。
柴佳丽，鞠艳杰Figure 1. (a) Schematic of the absorber sheet with VO 2 patches; (b) Measured absorption curves of the VO 2-based MA with respect to the different temperature [4]图1. (a) 加有VO 2贴片的吸波器示意图；(b) 不同温度下VO 2基超材料吸波器的实测吸收曲线[4]多层立体结构的应用也很广泛，Naorem 等设计可调超材料吸波器就是典型的多层立体结构[5]，其结构示意图与电磁特性曲线如图2所示，结构单元包括顶部的Au 、中间的ZnS 介质层和底部的VO 2接地板三部分，顶层的金和介质层同时保持电谐振和磁谐振模式，而底层的VO 2作为反射底板，实现了超材料电磁性能的温度可调。
多层结构的应用不仅大大增加设计的灵活性和吸波器的可调性，对于如何实现大频率范围可调也提供了一种思路。
Figure 2. (a) The upper part: the structure of the switchable metamaterial unit. The lower part: optical microscopic image of a three-layer structure fabricated in a retroreflective mode; (b) Measured reflectance of the metamaterial with insulating and metallic VO 2 phases at different temperatures [5]图2. (a) 上部：可切换超材料单元结构示意图，下部：在反射模式下制造的三层结构的光学显微图像；(b) 不同温度下具有绝缘和金属相的VO 2超材料的实测反射率[5]2.2. 吸波器吸波机理平铺阵列结构的吸波器可以看做是在介质板上周期性地覆盖了一层固定形状的金属层[6]，即频率选择表面层(FSS)。
FSS 本身不吸收能量，但可以滤波，其频响特性会随着频率的变化而变化，体现为在一定频段内反射电磁波而在另一频段内透射电磁波[7]。
当FSS 处于谐振频率时，会对入射电磁波呈全反射或全透射特性。
一般地，FSS 会被固定在介质基底上或嵌入介质中，介质板不仅可以起到支撑FSS 的作用，其厚度和介电常数也会影响FSS 的谐振频率[8]。
吸波器立体结构和周期结构的基本单元都可看做典型的谐振器-介质-金属板夹层结构。
顶层的谐振器包括方形谐振环(SR)、圆形谐振环(RR)、开口谐振环(SRR)等谐振器及其衍生或组合结构，它们与底层的金属板由一层介质分隔，可等效为一个电偶极子，入射电磁波会使谐振环积累电荷，激发电柴佳丽，鞠艳杰磁谐振；当电磁波处于谐振频率时，吸波器等效阻抗与自由空间的波阻抗实现匹配，最大程度吸收电磁波，依靠吸波材料的电极化和磁极化方式损耗电磁波。
而且金属板的厚度远远大于电磁波的集肤效应，反射所有电磁波，不仅可以实现零透射，还可以使反射电磁波与入射电磁波发生相消干涉，提高吸收率。
金属表面存在着大量自由电子，在外界电磁场的作用下会发生集体振荡，产生沿着金属和介质表面传播的特殊表面电磁波(即表面等离子体SP) [9]，石墨烯在太赫兹波段也支持表面等离子体[10]，该波是一个消逝波，其场分布在沿着界面方向是高度局域的。