基于石墨烯的超宽带吸收器

简介：
本研究设计并制备了一种基于石墨烯的超宽带吸收器，通过调节石墨烯的费米能级实现了宽频范围内的高效电磁波吸收性能。 隐身技术对于降低飞行器的雷达散射截面以及增强其生存能力具有重要意义。在飞行器上应用吸波材料是一种重要的隐身手段。然而，现有的吸波器研究主要集中在单频或多频窄带性能方面。为了拓宽吸波器的工作频率范围，基于石墨烯材料提出了一种适用于S/C波段的新型超宽带吸波器模型单元，该单元包含一个由石墨烯设计而成的方圆形双环周期结构。 通过调节石墨烯表面阻抗，可以实现2.1至9.0 GHz频带范围内吸收率超过90%，相对带宽约为124%。此外，由于模型的高度对称性，这种吸波器对于不同极化的入射波具有不敏感的特性。在保持结构不变的情况下，通过调整石墨烯的静态偏置电场可以控制其谐振频率，在2.0至9.0 GHz范围内达到超过99%吸收率的效果。 最后，采用等效电路模型和波动干涉理论深入研究了吸波器的工作原理：从等效电路的角度来看，方形环引入高吸波频段而圆形环则提供低吸波频段；通过优化这两者的叠加效应可以扩展宽带范围。另一方面，在波动干涉的视角下，首次反射与透射波多次出射形成的强烈相消现象有效减少了回波信号。