【摘 要】
:
石墨烯是一种新颖的二维材料,因其单层碳原子蜂窝形状的独特的二维结构成为材料、物理等领域研究的热点。石墨烯在太赫兹到红外波段具有电导率可调和支持表面等离激元传输的优异特性,被广泛应用到太赫兹到红外波段的可调吸波器、调制器、转换器等可调器件的研究中。随着智能电磁隐身技术的蓬勃发展,研究具有可调特性吸波器和极化偏转器具有重要的研究价值和应用前景。论文以石墨烯的优异性质为技术背景,对基于石墨烯的可调吸波器
论文部分内容阅读
石墨烯是一种新颖的二维材料,因其单层碳原子蜂窝形状的独特的二维结构成为材料、物理等领域研究的热点。石墨烯在太赫兹到红外波段具有电导率可调和支持表面等离激元传输的优异特性,被广泛应用到太赫兹到红外波段的可调吸波器、调制器、转换器等可调器件的研究中。随着智能电磁隐身技术的蓬勃发展,研究具有可调特性吸波器和极化偏转器具有重要的研究价值和应用前景。论文以石墨烯的优异性质为技术背景,对基于石墨烯的可调吸波器和极化偏转器开展了较为深入的研究,本文主要研究内容如下:1)我们首先介绍电磁隐身技术的应用背景,从传统电磁超材料引入石墨烯材料,介绍了石墨烯的优异性能并对石墨烯的电磁特性进行了研究和讨论,回顾了传统基于超材料的吸波器和极化偏转器的结构设计和性能,分别介绍了目前基于石墨烯的吸波器和极化偏转器的研究现状,并提出设计设置基于石墨烯可调吸波器和极化偏转器的必要性,最后总结了设计基于石墨烯的光学器件研究的常用理论模型。2)我们设计了一款基于复合石墨烯和金属微结构的可调极化不敏感多频带太赫兹吸波器,提出一种新颖的途径可以有效地增强太赫兹多频带吸收。吸波器的新颖性在于多频带吸收带的数量可以通过介质间隔物的高度任意控制,特别是将金属微结构设置为相同的面积均表现出相同的多频带吸收特性,而与金属微结构的形状无关。通过结合干涉理论分析,法布里-珀罗共振理论、有效阻抗匹配理论,我们探索了具有石墨烯等离激元增强效应的吸波器的内在物理规律,并且根据石墨烯层的电场分布,分析了吸波器多频带吸收的原理,研究了石墨烯太赫兹吸波器的吸收率与极化方式、入射角度的关系,以及吸收率可调的特性与石墨烯化学势的关系。3)我们数值论证了两种新颖的太赫兹吸波器,它们由周期性的单层和双层交叉石墨烯带阵列组成。仿真结果表明所提出的吸波器具有窄带近单位一的太赫兹吸收,并且具有超宽的频率可重构性和角度稳定性的突出特性。我们首先研究所提出的基于单层交叉石墨烯带阵列吸波器的太赫兹吸收光谱、频率重构和角度稳定性;为了实现更宽的频率重构范围,我们提出并研究了基于双层交叉石墨烯带阵列吸收器的性能。最后提出了一种分析拟合模型来准确预测此类吸波器的可重构吸收峰的工作频率。4)我们设计了两款基于石墨烯的新颖可调谐反射型交叉极化偏转器,分别为双频带和宽带反射型石墨烯交叉极化偏转器,可以在特定的工作频率下将入射波的极化状态从线性极化状态转换为交叉极化状态,且其高效的极化转换率(PCR)高达100%。通过理论分析与数值模拟相结合的方式,探索了具有等离激元增强效应的石墨烯极化偏转器新结构,研究了石墨烯如何操控极化偏转的转化幅度、相位、极化方式等性能,并探索了结构尺寸、入射方式、石墨烯的化学势和弛豫时间对转换特性的影响。论文的结果运用理论分析与数值仿真相结合的方式证实了基于石墨烯的可调吸波器和极化偏转器在电磁隐身领域的有效性和可行性,对深入开展各种智能隐身技术的研究,具有重要的参考意义。
其他文献
金属材料广泛应用于国防安全及国民生产等各个领域,其性能及状态直接关系到设备安全及可靠性。电涡流无损检测是一种通过判断工件表面感应涡流分布情况从而对工件安全系数进行评估的无损检测方法,与其他无损检测方法相比,具有检测速度快、非接触、易于实现自动化等优点,在无损检测领域有着广泛的应用前景。涡流检测技术中,激励线圈的结构参数与线圈的检测性能密切相关。竖直矩形探测线圈在工件中产生的涡流与线圈绕组方向平行,
光作为重要的环境因子,影响着植物的生长与发育。光不仅是植物的主要能量来源,还作为一种信号分子调控植物从萌发到开花的整个发育进程。波长在280-315 nm的紫外光B波段(UV-B)光可以诱导植物进行光形态建成,并且提升植物对UV-B光胁迫的适应能力。UV RESISTANCE LOCUS 8(UVR8)作为拟南芥的UV-B光受体,可以感知UV-B光并起始光信号转导。接收到UV-B后,光受体 UVR
结冰现象在自然界中普遍存在,但此现象若发生在工业领域则容易造成重大的安全隐患,特别是飞机机翼的迎风表面。因此,研究如何防止表面结冰非常重要。有研究表明,生物表面的超疏水现象对表面抗结冰性能有良好的促进作用。在本研究工作中以航空应用的金属钛合金为基底,以仿生功能微结构特点为切入点,对金属表面抗冻性能与表面微结构之间的关系展开研究。首先,采用高效的纳秒脉冲激光烧蚀技术在钛合金表面制备仿生微结构。随后,
金属杂芳香化学是金属有机化学十分重要的分支,其发展一直备受关注。近年来,本课题组在金属杂芳香化学领域展开了一系列研究,并取得了一定成果。2015年,本课题组报道了锇杂环丙烯并戊搭烯化合物的合成。初步研究表明,受不饱和三元环张力影响,该化合物易与不饱和底物发生开环、扩环和增环反应,同时该化合物的金属杂环丙烯单元具有一定的亲核性。在此基础上,本论文系统研究了锇杂环丙烯并戊搭烯化合物的反应性,合成了一系
近年来通路分析(pathway analysis)在基因组学、蛋白质组学以及代谢组学中得到了广泛的应用。但是传统通路分析方法忽略了通路之间的相互关联,导致难以量化通路对整个网络的影响。因此,本文提出一种通路水平关联网络(pathway level association network,PLAN)建模方法,并应用于结直肠癌(colorectal cancer,CRC)代谢组学研究中。而且,本文提出
拓扑优化技术是结构优化领域的热门问题也是难点问题,目前,拓扑优化已经应用于各个领域。随着拓扑优化技术的发展,拓扑优化的研究已经不再局限于单一材料,多材料拓扑优化研究正发展起来,且现实中很多结构处于动态载荷下工作,对动态结构拓扑优化的研究也越来越多。本文针对这一发展方向,在连续体结构拓扑优化建模和求解方法的基础上,提出一种多材料插值模型,建立了基于变密度法的多材料与结构一体拓扑优化模型,并通过数值算
以锂金属为负极的二次电池具有超高的能量密度,是高能量储能体系的重要发展方向。但锂金属二次电池在充放电过程中,铿离子容易在其表面发生不均匀沉积,形成锂枝晶导致电池内部短路,产生安全隐患。因此,如何防止锂枝晶生长、提升锂金属高能电池循环稳定性是核心科学问题之一。本论文分别从构建稳定的锂金属负极界面和设计合理的电极结构两个角度出发,解决锂金属负极存在的主要问题,改善锂金属电池的电化学性能。主要研究结果如
抗生素的广泛使用导致滥用、误用现象日益严重,使得牛奶、畜禽、鱼类等食品中含有抗生素的概率逐渐增加。常见的检测方法如微生物检测法、仪器分析法等,需要花费较多的时间和成本。因此,建立一种快速、灵敏、低成本的检测方法尤为重要。适配体因具有易于合成修饰、亲和力高、特异性好等优点,在生物检测方面大有裨益。构建的适配体探针,结合适配体优点同时,还具有易于设计、检测迅速、灵敏度高等优点。基于此本论文中设计了两种
高尿酸血症是由于体内嘌呤及核苷的代谢发生紊乱而引起的一种疾病,近年来的发病率呈逐年上升趋势,成为仅次于糖尿病的第二大代谢类疾病,并且高尿酸血症有着诸多并发症,如痛风、慢性肾病等,严重威胁着人类的健康。黄嘌呤氧化酶(XOD)是嘌呤及核苷代谢途径的限速酶,是调控尿酸生成最重要的生物蛋白酶。目前应用于临床上的XOD抑制剂,如别嘌醇、非布索坦等,均有明显的毒副作用,大大限制它们在临床上的使用。因此,研究开
研究目的:通过对临床收集的79例肺癌患者舌脉象特征与其治疗过程中补法的使用进行分析研究,总结王彦晖教授在治疗肺癌时根据患者舌象脉象指导补法使用的经验,以期为临床治疗肺癌提供参考。研究方法:本研究采用回顾性调查研究方法,收集王彦晖教授自2001年5月至2019年12月专家门诊中诊断为肺癌的病例。研究分为两大部分,第一部分是研究方法,第二部分是数据分析。使用IBM SPSS Statistics 20