本書主要以作者團隊在石墨烯電磁特性與應用領域的研究和進展為基礎展開，內容涉及石墨烯的研究現(xiàn)狀和制備方法，石墨烯的電學/光學特性與建模調控方法，石墨烯在微波、毫米波、太赫茲等多頻段的應用。本書首先介紹了石墨烯在太赫茲、紅外頻段表面等離激元束縛、傳播、調控機理及表面波、空間波和導行波的應用，包括等離激元透鏡、電磁黑洞、全光邏輯門、納米開關、數(shù)字超材料、可重構超表面、電光調制器、波束掃描天線等研究進展; 然后重點闡述了石墨烯靜態(tài)和可調電阻膜在微波、毫米波器件領域的研究進展，內容涵蓋理論分析、結構設計、器件加工、功能驗證等，系統(tǒng)介紹了基于石墨烯電阻膜的可調衰減器、九路功分器、無線傳感器、移相器、透明/可調吸波器、吸透頻選表面、極化變換器、多波束與陣列天線等; 最后總結分析了石墨烯主要生產國和地區(qū)的產業(yè)概況、已經(jīng)取得的商業(yè)化突破及未來潛在的工程應用前景。
陸衛(wèi)兵，男，教授，東南大學博士生導師，國家自然科學基金杰出青年科學基金獲得者，國家GF專業(yè)組專家。2005年獲東南大學微波技術專業(yè)博士學位，同年在東南大學毫米波國家重點實驗室工作。2013年作為"華英學者”訪問美國加州大學圣地亞哥分校（UCSD）�，F(xiàn)為東南大學柔性射頻技術研究中心主任，科研院常務副院長。目前主要研究方向為基于柔性材料的射頻前端技術、電磁兼容以及應用計算電磁學等。主持國家自然科學基金（5項）、GF預研、重點預研基金等國家級項目10余項，在IEEE TAP、TMTT等發(fā)表高水平期刊論文50余篇。研究成果獲軍隊科學技術進步一等獎、中國電子學會自然科學二等獎等多項省部級獎勵。先后入選江蘇省六大高峰人才、教育部新世紀人才、教育部首批黃大年式教師團隊。獲國家自然科學基金委杰出青年項目資助，為中國電子學會高級會員、IEEE高級會員，擔任GF電磁兼容及防護專業(yè)組專家、中國電子信息發(fā)展戰(zhàn)略研究專家等。
第1章 緒論1
11石墨烯的發(fā)現(xiàn)1
12石墨烯的特性簡介2
13石墨烯的研究現(xiàn)狀3
131國外相關現(xiàn)狀6
132國內相關現(xiàn)狀7
14石墨烯的制備7
141機械剝離法 8
142外延生長法 9
143氧化還原法10
144化學氣相沉積法11
15石墨烯的轉移13
151濕法轉移13
152卷對卷轉移14
16石墨烯圖案加工14
161激光刻蝕法14
162離子刻蝕法15
163噴墨打印法 16
164襯底加工法 17
17石墨烯的表征19
171圖像類表征19
172圖譜類表征21
參考文獻21
第2章 石墨烯的電磁特性與建模33
21引言33
22石墨烯的電學特性33
221石墨烯的電子結構33
222多層石墨烯的能帶結構36
223缺陷和邊緣的影響39
23石墨烯的光學特性43
231線性光吸收43
232非線性飽和吸收44
233電/光致發(fā)光46
24石墨烯的電磁模型49
241石墨烯的電導率49
242表面阻抗模型51
243介電常數(shù)模型51
25石墨烯的調控方式54
251偏置電壓調控54
252電解質增強調控54
253量子點調控56
參考文獻56
第3章 太赫茲應用63
31石墨烯表面波應用63
311石墨烯表面等離激元特性63
312石墨烯掃描波束平面透鏡65
313石墨烯Luneburg透鏡69
314石墨烯柔性表面等離激元器件74
315石墨烯平面電磁“黑洞”80
316石墨烯全光邏輯門84
317石墨烯納米條帶與諧振環(huán)的等離激元開關87
32石墨烯空間波應用93
321石墨烯對空間波的調控機理93
322石墨烯可調FabryPérot諧振腔的波前控制99
323石墨烯數(shù)字超材料104
324石墨烯可重構超表面110
325石墨烯反射幅度調制器113
326石墨烯太赫茲波束掃描天線114
33石墨烯導行波應用121
331石墨烯對波導的調控機理122
332石墨烯電致吸收調制器125
333局域等離增強電光調制器130
34國內外前沿實驗進展137
341石墨烯太赫茲調制器137
342石墨烯太赫茲探測器138
343石墨烯太赫茲源142
參考文獻144
第4章 微波、毫米波靜態(tài)電阻膜應用153
41石墨烯均勻方阻特性153
42石墨烯透明吸波屏蔽盒154
43高電導率石墨烯膜毫米波陣列天線158
44石墨烯無線應力傳感器161
45石墨烯吸波透波一體化頻率選擇表面164
46石墨烯全向電阻的九路功分器166
47大面積多層石墨烯的微波吸波器170
471多層石墨烯的阻抗特性171
472吸波器的傳輸線模型172
473吸波器的設計及分析174
474加工方法及實驗驗證180
48石墨烯條帶的微波波束控制182
481單元的設計及等效電路模型183
482基于石墨烯條帶的陣列排布186
483實驗驗證及討論188
49摻雜石墨烯的透明柔性超寬帶吸波器190
491硝酸對石墨烯的摻雜效應191
492超寬帶吸波器的結構及性能195
493超寬帶吸波機理分析200
494樣品加工過程及測試結果204
410國內外前沿實驗進展208
4101基于石墨烯電容的寬帶可調雷達吸波器208
4102基于石墨烯電容的幅頻雙控雷達吸波器210
4103柔性石墨烯微帶貼片天線211
4104多�？芍貥嬑炀�212
4105基于石墨烯的超寬帶天線213
參考文獻213
第5章 微波、毫米波可調電阻膜應用218
51表面電導率/電阻可調特性218
52石墨烯可調SIW衰減器219
521可調SIW衰減器的理論219
522樣品加工及測試結果227
53石墨烯可調微帶線衰減器229
531可調微帶線衰減器理論229
532樣品加工和測量結果237
54石墨烯CPW衰減器和槽線衰減器241
541可調CPW衰減器的理論分析241
542可調槽線衰減器的理論分析245
543樣品加工和測量結果247
55石墨烯可調耦合線衰減器251
551基于石墨烯的可調耦合線衰減器的結構251
552覆蓋單層石墨烯的間隙的理論分析253
553覆蓋石墨烯“三明治”結構的間隙的理論分析256
554基于石墨烯“三明治”結構的耦合微帶線衰減器的設計259
555樣品測量結果261
56石墨烯寬帶可調同軸衰減器264
561同軸衰減器的理論分析264
562樣品加工和實驗測試269
57石墨烯微帶衰減器及其在天線中的應用271
571石墨烯微帶衰減器271
572增益可調喇叭天線274
58石墨烯的衰減、放大和傳輸一體化動態(tài)可調SSPP器件278
581基于SSPP衰減、放大的一體化器件的設計278
582仿真和實驗結果290
59石墨烯/金屬復合結構的微波波前動態(tài)調控292
591編碼單元的設計293
592基于石墨烯/金屬復合結構的二進制編碼單元應用場景297
593實驗驗證303
510石墨烯極化變換器305
5101極化變換的原理及極化變換器單元設計305
5102基于石墨烯的極化變換器性能309
5103實驗驗證及討論313
511石墨烯“三明治”結構超薄動態(tài)可調吸波器316
5111石墨烯“三明治”結構及其動態(tài)可調機理316
5112吸波器模型設計及仿真結果318
5113等效電路模型320
5114表面電流分布323
5115參數(shù)影響分析324
5116樣品加工與測量結果327
512石墨烯可調寬吸中透吸波器329
5121寬吸中透器件的傳輸線模型330
5122基于石墨烯的FSR原型設計332
5123設計模型在其他頻段的適用性334
5124可調傳輸窗口的實現(xiàn)335
5125實驗驗證338
513可調寬帶吸波器342
5131寬帶吸波器的設計原理342
5132寬帶吸波器的可調性346
5133低方阻可調的石墨烯的設計與測試347
5134可調寬帶吸波器的加工測試348
514石墨烯柔性可調SSPP波導衰減器349
5141柔性可調SSPP波導衰減器的理論分析350
5142樣品加工和測量結果358
515國內外前沿實驗進展361
5151基于少層石墨烯的寬帶微帶衰減器361
5152基于石墨烯的可調濾波衰減器361
5153基于少層石墨烯薄片的電壓控制可調衰減器363
5154石墨烯的毫米波波束可重構天線364
5155基于少層石墨烯的電壓控制可調諧平面天線367
5156基于少層石墨烯的電壓控制可調諧移相器368
5157基于石墨烯納米片的共面波導可調衰減器369
參考文獻372
第6章 應用前景展望380
61全球石墨烯產業(yè)概況380
611歐盟380
612美國382
613英國383
614日本384
615韓國385
616中國385
62商業(yè)化應用386
621歐洲388
622北美391
623亞洲393
63發(fā)展趨勢介紹394
64結語398
參考文獻399
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