基于金属与石墨烯的可调控超宽带太赫兹吸收器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113161758A(43)申请公布日2021.07.23(21)申请号202110462438.1(22)申请日2021.04.27(71)申请人中国人民解放军国防科技大学地址410003湖南省长沙市开福区德雅路109号(72)发明人谢桐杨俊波张振荣陈丁博徐艳红(74)专利代理机构北京风雅颂专利代理有限公司11403代理人刘文博(51)Int.Cl.H01Q15/00(2006.01)H01Q17/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图6页(54)发明名称基于金属与石墨烯的可调控超宽带太赫兹吸收器(57)摘要本发明涉及吸波器领域，具体是基于金属与石墨烯的可调控超宽带太赫兹吸收器，其包括由下至上依次设置的理想电导体层、介质层和双金属圆环，介质层内设置石墨烯层，双金属圆环由同心的第一金属圆环和第二金属圆环构成。石墨烯的表面电导率随费米能级变化，当改变石墨烯的化学势时，本发明可以实现宽带可调性，从而达到可调谐吸收的目的；本发明将双金属圆环和石墨烯层结合设计了一种超材料吸波体，使其不仅具有金属超材料吸波体的高吸收率，又具有石墨烯超材料的调控特性，具有宽带高吸收的特性。本发明结构简单，通过尺寸的比例变换，也可以实现其他波段的电磁波吸收。CN113161758ACN113161758A权利要求书1/1页1.基于金属与石墨烯的可调控超宽带太赫兹吸收器，其特征在于：包括由下至上依次设置的理想电导体层(1)、介质层和双金属圆环，介质层内设置石墨烯层，双金属圆环由同心的第一金属圆环(2)和第二金属圆环(3)构成。2.如权利要求1所述的基于金属与石墨烯的可调控超宽带太赫兹吸收器，其特征在于：所述的介质层有第一介质层(4)和第二介质层(5)，第一介质层(4)与理想电导体层(1)相触，第二介质层(5)与双金属圆环相触，石墨烯层位于第一介质层(4)和第二介质层(5)之间。3.如权利要求1或2所述的基于金属与石墨烯的可调控超宽带太赫兹吸收器，其特征在于：所述的石墨烯层有正方形的第一石墨烯层(6)和四个长条形的第二石墨烯层(7)。4.如权利要求3所述的基于金属与石墨烯的可调控超宽带太赫兹吸收器，其特征在于：所述的四个长条形的第二石墨烯层(7)的一端均与第一石墨烯层(6)连接，四个长条形的第二石墨烯层(7)的另一端端面均与介质层的外边缘平齐。5.如权利要求3所述的基于金属与石墨烯的可调控超宽带太赫兹吸收器，其特征在于：所述的理想电导体层(1)的中心、介质层的中心、石墨烯层的中心和双金属圆环的中心位于同一条竖直的直线上。6.如权利要求1所述的基于金属与石墨烯的可调控超宽带太赫兹吸收器，其特征在于：所述的介质层为二氧化硅或其它在太赫兹波段损耗角正切小于0.01的介质材料。7.如权利要求1或2所述的基于金属与石墨烯的可调控超宽带太赫兹吸收器，其特征在于：所述的理想电导体层(1)和介质层均为边长L5＝18～22μm的正方形，介质层的厚度H1＝8～10μm，石墨烯层的厚度H3＝0.34～0.5nm。8.如权利要求7所述的基于金属与石墨烯的可调控超宽带太赫兹吸收器，其特征在于：所述的第二介质层(5)的厚度H2＝2～4μm。9.如权利要求1所述的基于金属与石墨烯的可调控超宽带太赫兹吸收器，其特征在于：所述的第一金属圆环(2)的半径R1＝5.5～7μm，环宽L3＝0.15～0.25μm，第二金属圆环(3)的半径R2＝4～5μm，环宽L3＝0.45～0.55μm，第一金属圆环(2)和第二金属圆环(3)的厚度H4＝0.05～0.15μm。10.如权利要求4所述的基于金属与石墨烯的可调控超宽带太赫兹吸收器，其特征在于：所述的第一石墨烯层(6)的边长L1＝9～11μm，第二石墨烯层(7)的宽度L2＝1.5～2μm。2CN113161758A说明书1/5页基于金属与石墨烯的可调控超宽带太赫兹吸收器技术领域[0001]本发明涉及吸波器领域，具体是基于金属与石墨烯的可调控超宽带太赫兹吸收器。背景技术[0002]超材料具有超越天然材料电磁特性，是继高分子材料和纳米材料之后最具影响力的新材料，是实现完美透镜和负折射率等光学器件的基础，也因其可行性受到隐身、通信等领域专家的广泛关注。然而完美吸波器又是超材料一个重要分支。自Landy等人在2008年首次提出薄而近乎完美的吸波超材料后，超材料吸收体(MAs)开始了蓬勃的发展。由于很难找到强频率选择性太赫兹吸收器,以至于MAs在太赫兹波段受到重点关注。[0003]太赫兹是指0.1GHz‑10THz，太赫兹的频率高、脉冲短，具有很高的时域频谱信噪比，且光子能量低、穿透性强对物质与人体的破坏较小，所以与X射线相比，太赫兹成像技术更具优势，独特的性质在医学成像、安全