[发明专利]一种基于波导法的二维材料阻抗特性测试方法

权利要求书

1.一种基于波导法的二维材料阻抗特性测试方法，其特征在于：该测试方法包括以下步骤：

步骤一，利用矢量网络分析仪(3)测试出波导(2)夹住的石墨烯三明治结构(1)的二端口散射参数S₁₁,S₁₂,S₂₁以及S₂₂；

步骤二，利用传输线理论，对基于波导法的石墨烯三明治结构(1)阻抗测试建立等效电路为：

T_Total＝T_AirT_PVCT_GrapheneT_PaperT_GrapheneT_PVCT_Air，

其中T_Total,T_Air,T_PVC,T_Graphene,T_Paper分别是总的传输矩阵、波导(2)内空气层的传输矩阵、石墨烯的转移基底(11)的传输矩阵、单层石墨烯层(12)的传输矩阵以及石墨烯之间的隔膜纸(13)的传输矩阵；

步骤三，将以上等效电路进行变形，列出求解石墨烯表面阻抗所需矩阵方程，具体形式为假设

T₀₁～T₀₈均为已知的值，而T₁～T₄为所需求解的未知数，

根据矩阵叉乘的定义，将矩阵方程转为为以下方程组的形式：

步骤四，利用MATLAB工具的多元方程组求解工具，求解方程以上方程组，进而求得石墨烯的表面阻抗；利用MATLAB求解方程组后，T1～T4每个未知数均有四组解，利用abs(real(T₄(i))-1)＝0.1，i＝1～4筛选条件，如果满足该条件，便取相应解组的1/T₃(i)的值为石墨烯的表面阻抗。

2.根据权利要求1所述的一种基于波导法的二维材料阻抗特性测试方法，其特征在于，所述的石墨烯三明治结构(1)包括两个单层石墨烯层(12)、设置在单层石墨烯层(12)之间的隔膜纸(13)、设置在两个单层石墨烯层(12)外侧作为石墨烯的转移基底(11)，在两个所述的单层石墨烯层(12)上分别连接电压源(4)。

3.根据权利要求1所述的一种基于波导法的二维材料阻抗特性测试方法，其特征在于，所述的隔膜纸(13)浸透电解液。

4.根据权利要求1所述的一种基于波导法的二维材料阻抗特性测试方法，其特征在于，所用的波导(2)为WR90波导，工作频率为8.2-12.4GHz。

5.根据权利要求2所述的一种基于波导法的二维材料阻抗特性测试方法，其特征在于，所述的转移基底(11)衬底的厚度为50-90μm，相对介电常数为3-4。

6.根据权利要求2所述的一种基于波导法的二维材料阻抗特性测试方法，其特征在于，所述的隔膜纸(13)的厚度为30-70μm，相对介电常数为2-3。

7.根据权利要求1所述的一种基于波导法的二维材料阻抗特性测试方法，其特征在于，所述波导(2)的型号为WR90，工作频率为8.2-12.4GHz。