基于二維石墨烯及超材料的納光子吸收結構研究.pdf

1、近年來，納米光學研究領域中的特異性材料受到了研究學者的青睞。因為，作為人工合成的新材料，特異性材料擁有自然界現(xiàn)存材料無法比擬的優(yōu)良光學特性。某些材料可對入射電磁波完美吸收，這就是所謂的超材料薄層完美吸收結構。吸收結構都能在一定的波段實現(xiàn)對入射電磁波的完美、近完美吸收。那么，各種吸收結構實現(xiàn)完美吸收的原理是否相同就成為了研究的熱點。在研究者掌握了各種吸收結構的吸收原理后，就可以根據(jù)該原理設計制造出符合特定要求的完美吸收結構。
　　顯

2、然，更好性能的吸收結構得益于一些新材料的發(fā)展，石墨烯就是典型的代表。石墨烯是一種二維形式的碳結構。在石墨烯中，碳原子排列成蜂窩狀的晶格。并且已經(jīng)被科學研究證實這種二維形式的碳結構具有獨特的機械、電磁、熱學性能，這些特殊的性能將在學術研究和工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應用，給其帶來前所未有的改變。
　　本文首先對完美吸收理論進行了比較全面、系統(tǒng)的闡述，并對現(xiàn)有的吸收結構類型進行了盤點。根據(jù)吸收結構兩面介質材料相同與否，將其分成對稱、不對稱吸

3、收結構兩大類。然后再根據(jù)結構的特點進行細化分類，并對其各自的吸收原理進行了介紹。而后，給出了可能用在吸收結構設計中新材料—石墨烯的特性簡介。其獨特的優(yōu)良特性可能會給新模型的設計帶來意想不到的效果。
　　文章的重點有兩個部分：第一，根據(jù)吸收結構理論設計出了新的寬譜帶吸收結構，使用可靠的專業(yè)仿真軟件FDTD Solutions進行仿真并且給出了其仿真的過程。討論了可能對吸收效果產(chǎn)生影響的各個參數(shù)，并給出其仿真結果。第二，設計出應用新材