临界耦合效应单层石墨烯谐振吸收器设计及应用开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

近年来，随着无线通信技术的快速发展和电子设备的日益普及，电磁污染和电磁干扰问题日益突出，这不仅影响电子设备的正常运行，而且对人类健康构成潜在威胁。

因此，寻求高效、轻薄、宽带的电磁波吸收材料和器件成为迫切需求。

谐振吸收器作为一种重要的电磁波吸收器件，通过阻抗匹配原理实现对特定频率电磁波的吸收。

2. 本选题国内外研究状况综述

电磁吸收材料和器件的研究一直是国内外学者关注的热点，近年来，随着石墨烯等新型二维材料的兴起，基于其优异电磁特性的电磁吸收器件研究取得了显著进展。

1. 国内研究现状

国内学者在石墨烯基电磁吸收材料和器件方面开展了大量的研究工作，并在材料制备、结构设计、性能优化等方面取得了一系列成果。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题的主要研究内容包括：1.深入研究石墨烯材料的电磁特性，建立准确的电磁参数模型，为谐振吸收器的设计提供理论基础。

2.基于传输线理论和阻抗匹配原理，设计单层石墨烯谐振吸收器结构，并通过电磁仿真软件进行性能分析，研究关键参数对谐振吸收性能的影响。

3.研究临界耦合条件对单层石墨烯谐振吸收器吸收性能的影响，通过优化结构参数，实现对吸收带宽、频率、强度的有效调控。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值仿真和实验验证相结合的研究方法。

1.理论分析：-研究石墨烯材料的电磁特性，建立其电导率、介电常数等参数与频率、费米能级等因素之间的关系模型。

-基于传输线理论和阻抗匹配原理，推导临界耦合条件与谐振吸收器结构参数之间的关系，为器件设计提供理论指导。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：1.将临界耦合效应引入到单层石墨烯谐振吸收器的设计中，通过精确控制石墨烯的费米能级和结构参数，实现对谐振吸收性能的灵活调控，克服了传统谐振吸收器带宽窄的缺点。

2.提出了一种基于单层石墨烯的谐振吸收器结构，相较于多层石墨烯结构，制备工艺更加简单，成本更低，且更容易实现大面积制备。

3.探索了单层石墨烯谐振吸收器在电磁隐身、传感器、光伏器件等领域的潜在应用，为新型高性能电磁波吸收材料和器件的设计提供了新的思路。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 刘畅，谢雄，吴峰，等.太赫兹频段可调谐超材料吸波器研究进展[j].物理学报，2021，70(12)：128101.

[2] 张凯，王飞，唐志伟，等.基于石墨烯的太赫兹超材料完美吸收器研究[j].光电子·激光，2020，31(11)：1248-1254.

[3] 陈智,刘文杰,王浩,等.基于石墨烯的超材料完美吸收器[j].光子学报,2019,48(10):1024001.