[发明专利]基于石墨烯超材料的太赫兹吸波体

说明书

本发明公开了一种基于石墨烯超材料的太赫兹吸波体，包括由下往上依次层叠的金属底层、第一介质层、第一石墨烯层、第一氧化铝层、第二石墨烯层、第二介质层和第二氧化铝层；所述第二氧化铝层的上表面设有同心的第一金属环和第二金属环；所述第二氧化铝层的上表面嵌设有两条对称的第一石墨烯带，第一石墨烯带分别贯穿第一金属环和第二金属环；所述第二氧化铝层的下表面与第二介质层之间嵌设有两条对称的第二石墨烯带。本发明不仅在太赫兹波段具有多个吸收峰，而且可以实现对吸收峰进行切换调整，具有可调特性。

技术领域

本发明涉及微波吸收器技术领域，具体为一种基于石墨烯超材料的太赫兹吸波体。

背景技术

近年来，基于超表面的功能器件纷纷问世，例如超表面分束器，贝塞尔光束发生器，OMA光束发生器，超表面透镜等。由于自然界缺乏合适的材料，太赫兹功能器件的实现(例如太赫兹波片，分束器等)总是很困难，这也阻碍了太赫兹波在其他领域的科学研究。石墨烯是世界上已知的最薄、最坚硬的纳米材料。它几乎完全透明，单层石墨烯只吸收2.3％的光，透过率为97.7％。石墨烯常用于透明导电薄膜的制备，可克服传统薄膜材料脆、因稀缺而对应用有诸多限制的问题，被广泛用于能源领域。同时，在近红外光谱区域，由于石墨烯宽频带吸收、无带隙，石墨烯的吸收会缓慢接近饱和，可用于光纤激光器中。现有技术中，已实现石墨烯条带的单频完美吸收、多频完美吸收和宽频完美吸收，但如何得到一种可以对不同频率的太赫兹波进行吸收的吸波体成为了申请人亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于石墨烯超材料的太赫兹吸波体。本发明不仅在太赫兹波段具有多个吸收峰，而且可以实现对吸收峰进行切换调整，具有可调特性。

本发明的技术方案：基于石墨烯超材料的太赫兹吸波体，包括由下往上依次层叠的金属底层、第一介质层、第一石墨烯层、第一氧化铝层、第二石墨烯层、第二介质层和第二氧化铝层；所述第二氧化铝层的上表面设有同心的第一金属环和第二金属环；所述第二氧化铝层的上表面嵌设有两条对称的第一石墨烯带，第一石墨烯带分别贯穿第一金属环和第二金属环；所述第二氧化铝层的下表面与第二介质层之间嵌设有两条对称的第二石墨烯带；所述金属底层、第一介质层、第一石墨烯层、第一氧化铝层、第二石墨烯层、第二介质层和第二氧化铝层的截面均为正方形，宽度为8μm；所述金属底层的材质为金，厚度为0.5μm；所述第一金属环和第二金属环的材质为金，厚度为0.2nm；所述第一金属环的外径为3μm，内径为2.5μm；所述第二金属环的外径为2μm，内径为1.5μm；所述第一石墨烯带之间的间距为2μm，第一石墨烯带的宽度为0.6μm，厚度为0.2nm；所述第二石墨烯带之间的间距为2μm，第二石墨烯带的宽度为0.6μm，厚度为0.2nm；所述第一介质层的材质为二氧化硅，厚度为43μm；所述第二介质层的材质为二氧化硅，厚度为41.5μm；所述第一氧化铝层和第二氧化铝层的厚度均为0.05μm；所述第一石墨烯层和第二石墨烯层的厚度为0.2nm。

上述的基于石墨烯超材料的太赫兹吸波体，所述第一介质层的四角处分别设有透射孔点阵，每个角处的透射点阵呈正三角矩阵状；四个所述的透射孔点阵之间构成阵列栅。