【摘要】：石墨烯是一種具有廣泛應用的二維結(jié)構(gòu)材料,其在可見光和太赫茲波段的優(yōu)良性質(zhì)吸引了大量研究者的注意,也取得了豐富的成果�；谑┙Y(jié)構(gòu)的等離激元超表面研究的一個重要方面就是電磁吸收。本文結(jié)合新近發(fā)展起來的利用高維對稱性改進的嚴格耦合波分析(RCWA)方法對一維和二維準周期結(jié)構(gòu)的石墨烯圖案超表面進行研究,討論其太赫茲波段的電磁吸收特性。一維斐波拉契準周期序列結(jié)構(gòu)和二維彭羅斯拼接結(jié)構(gòu)均可以通過高維空間的剪切—投影方法獲得,因此它們的頻譜具有明顯的對稱性,這種特性使在傅立葉空間求解麥克斯韋方程及電磁波與物質(zhì)相互作用的RCWA算法的優(yōu)點凸顯出來。結(jié)合高維空間中的Floquet理論,RCWA具有高效可靠的特點。對一維準周期石墨烯微帶結(jié)構(gòu)的仿真表明,與周期結(jié)構(gòu)相比,準周期結(jié)構(gòu)在同一頻段具有更多的吸收峰,吸收峰的位置和強度與石墨烯帶上產(chǎn)生的局域表面等離共振(LSPR)有關(guān),結(jié)構(gòu)吸收率對入射角的依賴不明顯,通過改變石墨烯的化學勢可以有效地調(diào)控結(jié)構(gòu)的吸收工作波段。對二維準周期石墨烯微盤結(jié)構(gòu)的仿真表明,結(jié)構(gòu)在不同頻段的吸收也與LSPR相關(guān),在不同峰值吸收處LSPR的分布呈現(xiàn)出五重和十重對稱性。結(jié)構(gòu)對入射角的依賴也不明顯,是一種寬角度入射吸收體的備選結(jié)構(gòu)。
[Abstract]:Graphene is a widely used two-dimensional structure material. Its excellent properties in visible light and terahertz band have attracted the attention of a large number of researchers and have achieved a lot of results. Electromagnetic absorption is an important aspect in the study of isobaric supersurface based on graphene structure. In this paper, we study the graphene pattern supersurface of one-dimensional and two-dimensional quasi-periodic structures by using the newly developed strict coupled wave analysis (RCWA) method, which is improved in high dimensional symmetry, and discuss the electromagnetic absorption characteristics of the terahertz band. Both one-dimensional Fiberaci quasi-periodic sequence structure and two-dimensional Penrose splicing structure can be obtained by shear-projection method in high dimensional space, so their spectrum has obvious symmetry. This property highlights the advantages of the RCWA algorithm for solving Maxwell equation in Fourier space and the interaction between electromagnetic waves and matter. Combined with Floquet theory in high dimensional space, RCWA has the characteristics of high efficiency and reliability. The simulation of one-dimensional quasi-periodic graphene microstrip structure shows that the quasi-periodic structure has more absorption peaks than the periodic structure in the same frequency band. The position and intensity of the absorption peak are related to the local surface isodissociation resonance (LSPR) produced by the graphene band. The absorption rate of the structure is not dependent on the incident angle. The absorption band of the structure can be effectively regulated by changing the chemical potential of the graphene. The simulation of two-dimensional quasi-periodic graphene microdisk structure shows that the absorption of the structure in different frequency bands is also related to LSPR, and the distribution of LSPR at different peak absorption shows five and ten symmetries. The dependence of the structure on the incident angle is not obvious, and it is an alternative structure of the wide-angle incident absorber.
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O613.71;O441

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本文編號：2420024