本书主要以作者团队在石墨烯电磁特性与应用领域的研究和进展为基础展开，内容涉及石墨烯的研究现状和制备方法，石墨烯的电学/光学特性与建模调控方法，石墨烯在微波、毫米波、太赫兹等多频段的应用。本书首先介绍了石墨烯在太赫兹、红外频段表面等离激元束缚、传播、调控机理及表面波、空间波和导行波的应用，包括等离激元透镜、电磁黑洞、全光逻辑门、纳米开关、数字超材料、可重构超表面、电光调制器、波束扫描天线等研究进展; 然后重点阐述了石墨烯静态和可调电阻膜在微波、毫米波器件领域的研究进展，内容涵盖理论分析、结构设计、器件加工、功能验证等，系统介绍了基于石墨烯电阻膜的可调衰减器、九路功分器、无线传感器、移相器、透明/可调吸波器、吸透频选表面、极化变换器、多波束与阵列天线等; 最后总结分析了石墨烯主要生产国和地区的产业概况、已经取得的商业化突破及未来潜在的工程应用前景。
陆卫兵，男，教授，东南大学博士生导师，国家自然科学基金杰出青年科学基金获得者，国家GF专业组专家。2005年获东南大学微波技术专业博士学位，同年在东南大学毫米波国家重点实验室工作。2013年作为"华英学者”访问美国加州大学圣地亚哥分校（UCSD）。现为东南大学柔性射频技术研究中心主任，科研院常务副院长。目前主要研究方向为基于柔性材料的射频前端技术、电磁兼容以及应用计算电磁学等。主持国家自然科学基金（5项）、GF预研、重点预研基金等国家级项目10余项，在IEEE TAP、TMTT等发表高水平期刊论文50余篇。研究成果获军队科学技术进步一等奖、中国电子学会自然科学二等奖等多项省部级奖励。先后入选江苏省六大高峰人才、教育部新世纪人才、教育部首批黄大年式教师团队。获国家自然科学基金委杰出青年项目资助，为中国电子学会高级会员、IEEE高级会员，担任GF电磁兼容及防护专业组专家、中国电子信息发展战略研究专家等。
第1章 绪论1
11石墨烯的发现1
12石墨烯的特性简介2
13石墨烯的研究现状3
131国外相关现状6
132国内相关现状7
14石墨烯的制备7
141机械剥离法 8
142外延生长法 9
143氧化还原法10
144化学气相沉积法11
15石墨烯的转移13
151湿法转移13
152卷对卷转移14
16石墨烯图案加工14
161激光刻蚀法14
162离子刻蚀法15
163喷墨打印法 16
164衬底加工法 17
17石墨烯的表征19
171图像类表征19
172图谱类表征21
参考文献21
第2章 石墨烯的电磁特性与建模33
21引言33
22石墨烯的电学特性33
221石墨烯的电子结构33
222多层石墨烯的能带结构36
223缺陷和边缘的影响39
23石墨烯的光学特性43
231线性光吸收43
232非线性饱和吸收44
233电/光致发光46
24石墨烯的电磁模型49
241石墨烯的电导率49
242表面阻抗模型51
243介电常数模型51
25石墨烯的调控方式54
251偏置电压调控54
252电解质增强调控54
253量子点调控56
参考文献56
第3章 太赫兹应用63
31石墨烯表面波应用63
311石墨烯表面等离激元特性63
312石墨烯扫描波束平面透镜65
313石墨烯Luneburg透镜69
314石墨烯柔性表面等离激元器件74
315石墨烯平面电磁“黑洞”80
316石墨烯全光逻辑门84
317石墨烯纳米条带与谐振环的等离激元开关87
32石墨烯空间波应用93
321石墨烯对空间波的调控机理93
322石墨烯可调FabryPérot谐振腔的波前控制99
323石墨烯数字超材料104
324石墨烯可重构超表面110
325石墨烯反射幅度调制器113
326石墨烯太赫兹波束扫描天线114
33石墨烯导行波应用121
331石墨烯对波导的调控机理122
332石墨烯电致吸收调制器125
333局域等离增强电光调制器130
34国内外前沿实验进展137
341石墨烯太赫兹调制器137
342石墨烯太赫兹探测器138
343石墨烯太赫兹源142
参考文献144
第4章 微波、毫米波静态电阻膜应用153
41石墨烯均匀方阻特性153
42石墨烯透明吸波屏蔽盒154
43高电导率石墨烯膜毫米波阵列天线158
44石墨烯无线应力传感器161
45石墨烯吸波透波一体化频率选择表面164
46石墨烯全向电阻的九路功分器166
47大面积多层石墨烯的微波吸波器170
471多层石墨烯的阻抗特性171
472吸波器的传输线模型172
473吸波器的设计及分析174
474加工方法及实验验证180
48石墨烯条带的微波波束控制182
481单元的设计及等效电路模型183
482基于石墨烯条带的阵列排布186
483实验验证及讨论188
49掺杂石墨烯的透明柔性超宽带吸波器190
491硝酸对石墨烯的掺杂效应191
492超宽带吸波器的结构及性能195
493超宽带吸波机理分析200
494样品加工过程及测试结果204
410国内外前沿实验进展208
4101基于石墨烯电容的宽带可调雷达吸波器208
4102基于石墨烯电容的幅频双控雷达吸波器210
4103柔性石墨烯微带贴片天线211
4104多模可重构微带天线212
4105基于石墨烯的超宽带天线213
参考文献213
第5章 微波、毫米波可调电阻膜应用218
51表面电导率/电阻可调特性218
52石墨烯可调SIW衰减器219
521可调SIW衰减器的理论219
522样品加工及测试结果227
53石墨烯可调微带线衰减器229
531可调微带线衰减器理论229
532样品加工和测量结果237
54石墨烯CPW衰减器和槽线衰减器241
541可调CPW衰减器的理论分析241
542可调槽线衰减器的理论分析245
543样品加工和测量结果247
55石墨烯可调耦合线衰减器251
551基于石墨烯的可调耦合线衰减器的结构251
552覆盖单层石墨烯的间隙的理论分析253
553覆盖石墨烯“三明治”结构的间隙的理论分析256
554基于石墨烯“三明治”结构的耦合微带线衰减器的设计259
555样品测量结果261
56石墨烯宽带可调同轴衰减器264
561同轴衰减器的理论分析264
562样品加工和实验测试269
57石墨烯微带衰减器及其在天线中的应用271
571石墨烯微带衰减器271
572增益可调喇叭天线274
58石墨烯的衰减、放大和传输一体化动态可调SSPP器件278
581基于SSPP衰减、放大的一体化器件的设计278
582仿真和实验结果290
59石墨烯/金属复合结构的微波波前动态调控292
591编码单元的设计293
592基于石墨烯/金属复合结构的二进制编码单元应用场景297
593实验验证303
510石墨烯极化变换器305
5101极化变换的原理及极化变换器单元设计305
5102基于石墨烯的极化变换器性能309
5103实验验证及讨论313
511石墨烯“三明治”结构超薄动态可调吸波器316
5111石墨烯“三明治”结构及其动态可调机理316
5112吸波器模型设计及仿真结果318
5113等效电路模型320
5114表面电流分布323
5115参数影响分析324
5116样品加工与测量结果327
512石墨烯可调宽吸中透吸波器329
5121宽吸中透器件的传输线模型330
5122基于石墨烯的FSR原型设计332
5123设计模型在其他频段的适用性334
5124可调传输窗口的实现335
5125实验验证338
513可调宽带吸波器342
5131宽带吸波器的设计原理342
5132宽带吸波器的可调性346
5133低方阻可调的石墨烯的设计与测试347
5134可调宽带吸波器的加工测试348
514石墨烯柔性可调SSPP波导衰减器349
5141柔性可调SSPP波导衰减器的理论分析350
5142样品加工和测量结果358
515国内外前沿实验进展361
5151基于少层石墨烯的宽带微带衰减器361
5152基于石墨烯的可调滤波衰减器361
5153基于少层石墨烯薄片的电压控制可调衰减器363
5154石墨烯的毫米波波束可重构天线364
5155基于少层石墨烯的电压控制可调谐平面天线367
5156基于少层石墨烯的电压控制可调谐移相器368
5157基于石墨烯纳米片的共面波导可调衰减器369
参考文献372
第6章 应用前景展望380
61全球石墨烯产业概况380
611欧盟380
612美国382
613英国383
614日本384
615韩国385
616中国385
62商业化应用386
621欧洲388
622北美391
623亚洲393
63发展趋势介绍394
64结语398
参考文献399
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