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基于石墨烯互补超表面的可调谐太赫兹吸波体

张会云 黄晓燕 陈琦 丁春峰 李彤彤 吕欢欢 徐世林 张晓 张玉萍 姚建铨

基于石墨烯互补超表面的可调谐太赫兹吸波体

张会云, 黄晓燕, 陈琦, 丁春峰, 李彤彤, 吕欢欢, 徐世林, 张晓, 张玉萍, 姚建铨
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  • 通过在石墨烯超表面设计周期性切条, 实现了基于石墨烯互补超表面的可调谐太赫兹吸波体. 通过改变外加电压来改变石墨烯的费米能级, 吸波体实现频率可调谐特性. 研究了石墨烯费米能级、结构尺寸对超材料吸波体吸收特性的影响, 并利用多重反射理论研究了其物理机理并且证明了模拟方法的可行性. 研究结果表明: 当石墨烯费米能级取0.6 eV, 基底厚度13 m, 石墨烯上切条长宽分别为2.9 m, 0.1 m 时, 吸波体在1.865 THz可以实现99.9%的完美吸收; 石墨烯费米能级从0.4 eV增大到0.9 eV, 吸波体共振频率从1.596 THz 蓝移到2.168 THz, 且伴随共振吸收率的改变, 吸收率在0.6 eV时达到最大; 通过改变费米能级实现的最大吸收率调制度达84.55%.
      通信作者: 张会云, sdust_thz@126.com;qchen1103@163.com ; 陈琦, sdust_thz@126.com;qchen1103@163.com
    • 基金项目: 山东省自然科学基金(批准号: ZR2012FM011)、青岛市创新领军人才项目(批准号: 13-CX-25)、中国工程物理研究院太赫兹科学技术基金(批准号: 201401)、青岛经济技术开发区重点科技计划(批准号: 2013-1-64)和国家留学基金资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-07-13
  • 修回日期:  2015-09-17
  • 刊出日期:  2016-01-05

基于石墨烯互补超表面的可调谐太赫兹吸波体

  • 1. 山东科技大学电子通信与物理学院, 青岛市太赫兹技术重点实验室, 青岛 266590;
  • 2. 中国工程物理研究院电子工程研究所, 绵阳 621900;
  • 3. 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 激光与光电子研究所, 天津 300072
  • 通信作者: 张会云, sdust_thz@126.com;qchen1103@163.com ; 陈琦, sdust_thz@126.com;qchen1103@163.com
    基金项目: 

    山东省自然科学基金(批准号: ZR2012FM011)、青岛市创新领军人才项目(批准号: 13-CX-25)、中国工程物理研究院太赫兹科学技术基金(批准号: 201401)、青岛经济技术开发区重点科技计划(批准号: 2013-1-64)和国家留学基金资助的课题.

摘要: 通过在石墨烯超表面设计周期性切条, 实现了基于石墨烯互补超表面的可调谐太赫兹吸波体. 通过改变外加电压来改变石墨烯的费米能级, 吸波体实现频率可调谐特性. 研究了石墨烯费米能级、结构尺寸对超材料吸波体吸收特性的影响, 并利用多重反射理论研究了其物理机理并且证明了模拟方法的可行性. 研究结果表明: 当石墨烯费米能级取0.6 eV, 基底厚度13 m, 石墨烯上切条长宽分别为2.9 m, 0.1 m 时, 吸波体在1.865 THz可以实现99.9%的完美吸收; 石墨烯费米能级从0.4 eV增大到0.9 eV, 吸波体共振频率从1.596 THz 蓝移到2.168 THz, 且伴随共振吸收率的改变, 吸收率在0.6 eV时达到最大; 通过改变费米能级实现的最大吸收率调制度达84.55%.

English Abstract

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