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基于石墨烯的超材料太赫兹吸收体设计的任务书
一、任务背景
太赫兹波（THz）被广泛应用于无损检测、成像、通信等领域，但是THz波的传播距离相对较短，且容易受到干扰，因此需要对THz波进行更好的控制和管理。超材料作为一种新兴的材料，在THz领域的应用也逐渐得到关注。超材料通过对电磁波的调控，可以制备出各种各样的光学器件，如透镜、偏振器、吸收体等。具有复合材料的外形，但材料成分与元胞结构都呈现不规则、非均质、多尺度结构特征。其中，超材料吸收体设计是利用超材料的局域表面电磁场进行电磁波吸收的一种新型技术。随着石墨烯的特殊物理性质被发现，石墨烯成为设计太赫兹吸收体的新型材料。
二、任务内容
本文基于石墨烯的特殊物理特性，设计一种新型的超材料太赫兹吸收体。任务具体包括以下内容：
1.研究石墨烯在太赫兹波段的吸收特性，包括反射率、透射率、吸收率等。
2.了解已有的超材料太赫兹吸收体设计方案，对其进行评估和改进，提出自己的设计方案。
3.设计出一种基于石墨烯的超材料太赫兹吸收体结构，考虑不同的石墨烯厚度和阵列结构对吸收性能的影响。
4.通过数值模拟和实验验证，验证所设计吸收体的吸收性能，在比较各种方案的吸收性能后，确定最优设计方案。
5.分析最优方案的优缺点和应用前景，提出改进意见。
三、任务要求
1.熟悉太赫兹波和超材料的基本原理，有一定的数学和物理基础。
2.理解石墨烯的物理性质以及在太赫兹波段的透射率、反射率、吸收率等特性。
3.熟悉超材料太赫兹吸收体的设计原理和方法。
4.掌握常用的数值模拟工具，如COMSOLMultiphysics、CSTMicrowaveStudio等。
5.在实验室中具有一定的太赫兹波实验基础，能够进行相关实验验证。
四、任务成果
本任务的最终成果包括以下内容：
1.对太赫兹波吸收特性和超材料太赫兹吸收体设计原理的全面理解和掌握。
2.论文或课程设计，包括设计方案、数值模拟、实验验证等。
3.设计吸收体的数值模拟结果和实验数据分析。
4.对最优设计方案的优缺点和应用前景进行分析并提出改进意见。
五、参考文献
1.刘振民，《超材料太赫兹吸收体的设计与研究》,东北大学,2019.
2.刘江平,刘剑,周文彬,杜钢,陈天华,李建国,太赫兹超材料的电磁应用探讨,光纤与电缆综合，22卷，第11期，2013年11月。
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