石墨烯电磁特性与应用电子书

内容简介

前言

第1章 绪论

1.1 石墨烯的发现

1.2 石墨烯的特性简介

1.3 石墨烯的研究现状

1.3.1 国外相关现状

1.3.2 国内相关现状

1.4 石墨烯的制备

1.4.1 机械剥离法

1.4.2 外延生长法

1.4.3 氧化还原法

1.4.4 化学气相沉积法

1.5 石墨烯的转移

1.5.1 湿法转移

1.5.2 卷对卷转移

1.6 石墨烯图案加工

1.6.1 激光刻蚀法

1.6.2 离子刻蚀法

1.6.3 喷墨打印法

1.6.4 衬底加工法

1.7 石墨烯的表征

1.7.1 图像类表征

1.7.2 图谱类表征

参考文献

第2章 石墨烯的电磁特性与建模

2.1 引言

2.2 石墨烯的电学特性

2.2.1 石墨烯的电子结构

2.2.2 多层石墨烯的能带结构

2.2.3 缺陷和边缘的影响

2.3 石墨烯的光学特性

2.3.1 线性光吸收

2.3.2 非线性饱和吸收

2.3.3 电/光致发光

2.4 石墨烯的电磁模型

2.4.1 石墨烯的电导率

2.4.2 表面阻抗模型

2.4.3 介电常数模型

2.5 石墨烯的调控方式

2.5.1 偏置电压调控

2.5.2 电解质增强调控

2.5.3 量子点调控

参考文献

第3章 太赫兹应用

3.1 石墨烯表面波应用

3.1.1 石墨烯表面等离激元特性

3.1.2 石墨烯扫描波束平面透镜

3.1.3 石墨烯Luneburg透镜

3.1.4 石墨烯柔性表面等离激元器件

3.1.5 石墨烯平面电磁“黑洞”

3.1.6 石墨烯全光逻辑门

3.1.7 石墨烯纳米条带与谐振环的等离激元开关

3.2 石墨烯空间波应用

3.2.1 石墨烯对空间波的调控机理

3.2.2 石墨烯可调Fabry-Pérot谐振腔的波前控制

3.2.3 石墨烯数字超材料

3.2.4 石墨烯可重构超表面

3.2.5 石墨烯反射幅度调制器

3.2.6 石墨烯太赫兹波束扫描天线

3.3 石墨烯导行波应用

3.3.1 石墨烯对波导的调控机理

3.3.2 石墨烯电致吸收调制器

3.3.3 局域等离增强电光调制器

3.4 国内外前沿实验进展

3.4.1 石墨烯太赫兹调制器

3.4.2 石墨烯太赫兹探测器

3.4.3 石墨烯太赫兹源

参考文献

第4章 微波、毫米波静态电阻膜应用

4.1 石墨烯均匀方阻特性

4.2 石墨烯透明吸波屏蔽盒

4.3 高电导率石墨烯膜毫米波阵列天线

4.4 石墨烯无线应力传感器

4.5 石墨烯吸波透波一体化频率选择表面

4.6 石墨烯全向电阻的九路功分器

4.7 大面积多层石墨烯的微波吸波器

4.7.1 多层石墨烯的阻抗特性

4.7.2 吸波器的传输线模型

4.7.3 吸波器的设计及分析

4.7.4 加工方法及实验验证

4.8 石墨烯条带的微波波束控制

4.8.1 单元的设计及等效电路模型

4.8.2 基于石墨烯条带的阵列排布

4.8.3 实验验证及讨论

4.9 掺杂石墨烯的透明柔性超宽带吸波器

4.9.1 硝酸对石墨烯的掺杂效应

4.9.2 超宽带吸波器的结构及性能

4.9.3 超宽带吸波机理分析

4.9.4 样品加工过程及测试结果

4.10 国内外前沿实验进展

4.10.1 基于石墨烯电容的宽带可调雷达吸波器

4.10.2 基于石墨烯电容的幅频双控雷达吸波器

4.10.3 柔性石墨烯微带贴片天线

4.10.4 多模可重构微带天线

4.10.5 基于石墨烯的超宽带天线

参考文献

第5章 微波、毫米波可调电阻膜应用

5.1 表面电导率/电阻可调特性

5.2 石墨烯可调SIW衰减器

5.2.1 可调SIW衰减器的理论

5.2.2 样品加工及测试结果

5.3 石墨烯可调微带线衰减器

5.3.1 可调微带线衰减器理论

5.3.2 样品加工和测量结果

5.4 石墨烯CPW衰减器和槽线衰减器

5.4.1 可调CPW衰减器的理论分析

5.4.2 可调槽线衰减器的理论分析

5.4.3 样品加工和测量结果

5.5 石墨烯可调耦合线衰减器

5.5.1 基于石墨烯的可调耦合线衰减器的结构

5.5.2 覆盖单层石墨烯的间隙的理论分析

5.5.3 覆盖石墨烯“三明治”结构的间隙的理论分析

5.5.4 基于石墨烯“三明治”结构的耦合微带线衰减器的设计

5.5.5 样品测量结果

5.6 石墨烯宽带可调同轴衰减器

5.6.1 同轴衰减器的理论分析

5.6.2 样品加工和实验测试

5.7 石墨烯微带衰减器及其在天线中的应用

5.7.1 石墨烯微带衰减器

5.7.2 增益可调喇叭天线

5.8 石墨烯的衰减、放大和传输一体化动态可调SSPP器件

5.8.1 基于SSPP衰减、放大的一体化器件的设计

5.8.2 仿真和实验结果

5.9 石墨烯/金属复合结构的微波波前动态调控

5.9.1 编码单元的设计

5.9.2 基于石墨烯/金属复合结构的二进制编码单元应用场景

5.9.3 实验验证

5.10 石墨烯极化变换器

5.10.1 极化变换的原理及极化变换器单元设计

5.10.2 基于石墨烯的极化变换器性能

5.10.3 实验验证及讨论

5.11 石墨烯“三明治”结构超薄动态可调吸波器

5.11.1 石墨烯“三明治”结构及其动态可调机理

5.11.2 吸波器模型设计及仿真结果

5.11.3 等效电路模型

5.11.4 表面电流分布

5.11.5 参数影响分析

5.11.6 样品加工与测量结果

5.12 石墨烯可调宽吸中透吸波器

5.12.1 宽吸中透器件的传输线模型

5.12.2 基于石墨烯的FSR原型设计

5.12.3 设计模型在其他频段的适用性

5.12.4 可调传输窗口的实现

5.12.5 实验验证

5.13 可调宽带吸波器

5.13.1 宽带吸波器的设计原理

5.13.2 宽带吸波器的可调性

5.13.3 低方阻可调的石墨烯的设计与测试

5.13.4 可调宽带吸波器的加工测试

5.14 石墨烯柔性可调SSPP波导衰减器

5.14.1 柔性可调SSPP波导衰减器的理论分析

5.14.2 样品加工和测量结果

5.15 国内外前沿实验进展

5.15.1 基于少层石墨烯的宽带微带衰减器

5.15.2 基于石墨烯的可调滤波衰减器

5.15.3 基于少层石墨烯薄片的电压控制可调衰减器

5.15.4 石墨烯的毫米波波束可重构天线

5.15.5 基于少层石墨烯的电压控制可调谐平面天线

5.15.6 基于少层石墨烯的电压控制可调谐移相器

5.15.7 基于石墨烯纳米片的共面波导可调衰减器

参考文献

第6章 应用前景展望

6.1 全球石墨烯产业概况

6.1.1 欧盟

6.1.2 美国

6.1.3 英国

6.1.4 日本

6.1.5 韩国

6.1.6 中国

6.2 商业化应用

6.2.1 欧洲

6.2.2 北美

6.2.3 亚洲

6.3 发展趋势介绍

6.4 结语

参考文献