【摘 要】
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超材料是自然界不存在的、人工合成的、具有特殊电磁特性的新型材料。超材料吸收器是超材料研究领域的一个重要分支。本文利用新型二维材料石墨烯代替传统的贵金属进行超材料吸收器的设计与吸收性能的研究。所有的数值计算都利用电磁仿真软件CST MWS进行频域仿真,同时结合阻抗匹配理论和多重反射干涉理论进行对比研究。基于石墨烯材料的特殊性质和超材料吸收器在THz频段的实际应用需求,本文针对如下内容展开研究:（1）
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超材料是自然界不存在的、人工合成的、具有特殊电磁特性的新型材料。超材料吸收器是超材料研究领域的一个重要分支。本文利用新型二维材料石墨烯代替传统的贵金属进行超材料吸收器的设计与吸收性能的研究。所有的数值计算都利用电磁仿真软件CST MWS进行频域仿真,同时结合阻抗匹配理论和多重反射干涉理论进行对比研究。基于石墨烯材料的特殊性质和超材料吸收器在THz频段的实际应用需求,本文针对如下内容展开研究:（1）设计了一种由“（?）”型石墨烯图案阵列组成的双带可调谐吸收器,研究了几何参数、材料参数、电磁波入射角度对吸收特性的影响。同时,结合电场分布和表面电流分布,分析了双带吸收形成的物理机理。并且通过多重反射干涉理论和阻抗匹配理论对其结果进行了验证和分析。另外,通过在结构表面覆盖不同折射率的介质材料来研究该结构在传感器领域的应用。结果表明,与之前报道的一些研究结果相比,该结构具有较高的灵敏度（）和品质因数（）。这种超材料吸收器在电磁隐身、滤波、生物传感和检测等方面都具有潜在的应用。（2）设计了一种由周期性开口圆环和L-型十字石墨烯图案阵列组成的四带可调谐超材料吸收器,模拟结果表明该结构在3-11 THz范围内具有四个吸收带,并且可以通过改变结构参数和石墨烯费米能级对吸收带进行调控。同时,该结构具有极化不敏感特性,并且具有宽角度的入射特性。另外,文章还研究了两种检测方式下的传感应用。结果表明,该吸收器在两种检测方式下都有很高的灵敏度（）和品质因数（）。这种超材料吸收器在电磁隐身、太赫兹滤波,光学传感器以及集成光电探测等领域具有广阔的应用前景。
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