石墨烯電磁特性與應用

第1章 緒論1
11石墨烯的發(fā)現(xiàn)1
12石墨烯的特性簡介2
13石墨烯的研究現(xiàn)狀3
131國外相關現(xiàn)狀6
132國內(nèi)相關現(xiàn)狀7
14石墨烯的制備7
141機械剝離法 8
142外延生長法 9
143氧化還原法10
144化學氣相沉積法11
15石墨烯的轉(zhuǎn)移13
151濕法轉(zhuǎn)移13
152卷對卷轉(zhuǎn)移14
16石墨烯圖案加工14
161激光刻蝕法14
162離子刻蝕法15
163噴墨打印法 16
164襯底加工法 17
17石墨烯的表征19
171圖像類表征19
172圖譜類表征21
參考文獻21
第2章 石墨烯的電磁特性與建模33
21引言33
22石墨烯的電學特性33
221石墨烯的電子結構33
222多層石墨烯的能帶結構36
223缺陷和邊緣的影響39
23石墨烯的光學特性43
231線性光吸收43
232非線性飽和吸收44
233電/光致發(fā)光46
24石墨烯的電磁模型49
241石墨烯的電導率49
242表面阻抗模型51
243介電常數(shù)模型51
25石墨烯的調(diào)控方式54
251偏置電壓調(diào)控54
252電解質(zhì)增強調(diào)控54
253量子點調(diào)控56
參考文獻56
第3章 太赫茲應用63
31石墨烯表面波應用63
311石墨烯表面等離激元特性63
312石墨烯掃描波束平面透鏡65
313石墨烯Luneburg透鏡69
314石墨烯柔性表面等離激元器件74
315石墨烯平面電磁“黑洞”80
316石墨烯全光邏輯門84
317石墨烯納米條帶與諧振環(huán)的等離激元開關87
32石墨烯空間波應用93
321石墨烯對空間波的調(diào)控機理93
322石墨烯可調(diào)FabryPérot諧振腔的波前控制99
323石墨烯數(shù)字超材料104
324石墨烯可重構超表面110
325石墨烯反射幅度調(diào)制器113
326石墨烯太赫茲波束掃描天線114
33石墨烯導行波應用121
331石墨烯對波導的調(diào)控機理122
332石墨烯電致吸收調(diào)制器125
333局域等離增強電光調(diào)制器130
34國內(nèi)外前沿實驗進展137
341石墨烯太赫茲調(diào)制器137
342石墨烯太赫茲探測器138
343石墨烯太赫茲源142
參考文獻144
第4章 微波、毫米波靜態(tài)電阻膜應用153
41石墨烯均勻方阻特性153
42石墨烯透明吸波屏蔽盒154
43高電導率石墨烯膜毫米波陣列天線158
44石墨烯無線應力傳感器161
45石墨烯吸波透波一體化頻率選擇表面164
46石墨烯全向電阻的九路功分器166
47大面積多層石墨烯的微波吸波器170
471多層石墨烯的阻抗特性171
472吸波器的傳輸線模型172
473吸波器的設計及分析174
474加工方法及實驗驗證180
48石墨烯條帶的微波波束控制182
481單元的設計及等效電路模型183
482基于石墨烯條帶的陣列排布186
483實驗驗證及討論188
49摻雜石墨烯的透明柔性超寬帶吸波器190
491硝酸對石墨烯的摻雜效應191
492超寬帶吸波器的結構及性能195
493超寬帶吸波機理分析200
494樣品加工過程及測試結果204
410國內(nèi)外前沿實驗進展208
4101基于石墨烯電容的寬帶可調(diào)雷達吸波器208
4102基于石墨烯電容的幅頻雙控雷達吸波器210
4103柔性石墨烯微帶貼片天線211
4104多模可重構微帶天線212
4105基于石墨烯的超寬帶天線213
參考文獻213
第5章 微波、毫米波可調(diào)電阻膜應用218
51表面電導率/電阻可調(diào)特性218
52石墨烯可調(diào)SIW衰減器219
521可調(diào)SIW衰減器的理論219
522樣品加工及測試結果227
53石墨烯可調(diào)微帶線衰減器229
531可調(diào)微帶線衰減器理論229
532樣品加工和測量結果237
54石墨烯CPW衰減器和槽線衰減器241
541可調(diào)CPW衰減器的理論分析241
542可調(diào)槽線衰減器的理論分析245
543樣品加工和測量結果247
55石墨烯可調(diào)耦合線衰減器251
551基于石墨烯的可調(diào)耦合線衰減器的結構251
552覆蓋單層石墨烯的間隙的理論分析253
553覆蓋石墨烯“三明治”結構的間隙的理論分析256
554基于石墨烯“三明治”結構的耦合微帶線衰減器的設計259
555樣品測量結果261
56石墨烯寬帶可調(diào)同軸衰減器264
561同軸衰減器的理論分析264
562樣品加工和實驗測試269
57石墨烯微帶衰減器及其在天線中的應用271
571石墨烯微帶衰減器271
572增益可調(diào)喇叭天線274
58石墨烯的衰減、放大和傳輸一體化動態(tài)可調(diào)SSPP器件278
581基于SSPP衰減、放大的一體化器件的設計278
582仿真和實驗結果290
59石墨烯/金屬復合結構的微波波前動態(tài)調(diào)控292
591編碼單元的設計293
592基于石墨烯/金屬復合結構的二進制編碼單元應用場景297
593實驗驗證303
510石墨烯極化變換器305
5101極化變換的原理及極化變換器單元設計305
5102基于石墨烯的極化變換器性能309
5103實驗驗證及討論313
511石墨烯“三明治”結構超薄動態(tài)可調(diào)吸波器316
5111石墨烯“三明治”結構及其動態(tài)可調(diào)機理316
5112吸波器模型設計及仿真結果318
5113等效電路模型320
5114表面電流分布323
5115參數(shù)影響分析324
5116樣品加工與測量結果327
512石墨烯可調(diào)寬吸中透吸波器329
5121寬吸中透器件的傳輸線模型330
5122基于石墨烯的FSR原型設計332
5123設計模型在其他頻段的適用性334
5124可調(diào)傳輸窗口的實現(xiàn)335
5125實驗驗證338
513可調(diào)寬帶吸波器342
5131寬帶吸波器的設計原理342
5132寬帶吸波器的可調(diào)性346
5133低方阻可調(diào)的石墨烯的設計與測試347
5134可調(diào)寬帶吸波器的加工測試348
514石墨烯柔性可調(diào)SSPP波導衰減器349
5141柔性可調(diào)SSPP波導衰減器的理論分析350
5142樣品加工和測量結果358
515國內(nèi)外前沿實驗進展361
5151基于少層石墨烯的寬帶微帶衰減器361
5152基于石墨烯的可調(diào)濾波衰減器361
5153基于少層石墨烯薄片的電壓控制可調(diào)衰減器363
5154石墨烯的毫米波波束可重構天線364
5155基于少層石墨烯的電壓控制可調(diào)諧平面天線367
5156基于少層石墨烯的電壓控制可調(diào)諧移相器368
5157基于石墨烯納米片的共面波導可調(diào)衰減器369
參考文獻372
第6章 應用前景展望380
61全球石墨烯產(chǎn)業(yè)概況380
611歐盟380
612美國382
613英國383
614日本384
615韓國385
616中國385
62商業(yè)化應用386
621歐洲388
622北美391
623亞洲393
63發(fā)展趨勢介紹394
64結語398
參考文獻399