本書主要以作者團(tuán)隊在石墨烯電磁特性與應(yīng)用領(lǐng)域的研究和進(jìn)展為基礎(chǔ)展開，內(nèi)容涉及石墨烯的研究現(xiàn)狀和制備方法，石墨烯的電學(xué)/光學(xué)特性與建模調(diào)控方法，石墨烯在微波、毫米波、太赫茲等多頻段的應(yīng)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(diào)控機(jī)理及表面波、空間波和導(dǎo)行波的應(yīng)用，包括等離激元透鏡、電磁黑洞、全光邏輯門、納米開關(guān)、數(shù)字超材料、可重構(gòu)超表面、電光調(diào)制器、波束掃描天線等研究進(jìn)展; 然后重點闡述了石墨烯靜態(tài)和可調(diào)電阻膜在微波、毫米波器件領(lǐng)域的研究進(jìn)展，內(nèi)容涵蓋理論分析、結(jié)構(gòu)設(shè)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(diào)衰減器、九路功分器、無線傳感器、移相器、透明/可調(diào)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(jié)分析了石墨烯主要生產(chǎn)國和地區(qū)的產(chǎn)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(yīng)用前景。
陸衛(wèi)兵，男，教授，東南大學(xué)博士生導(dǎo)師，國家自然科學(xué)基金杰出青年科學(xué)基金獲得者，國家GF專業(yè)組專家。2005年獲東南大學(xué)微波技術(shù)專業(yè)博士學(xué)位，同年在東南大學(xué)毫米波國家重點實驗室工作。2013年作為"華英學(xué)者”訪問美國加州大學(xué)圣地亞哥分校（UCSD）�，F(xiàn)為東南大學(xué)柔性射頻技術(shù)研究中心主任，科研院常務(wù)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(shù)、電磁兼容以及應(yīng)用計算電磁學(xué)等。主持國家自然科學(xué)基金（5項）、GF預(yù)研、重點預(yù)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(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎、中國電子學(xué)會自然科學(xué)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(jì)人才、教育部首批黃大年式教師團(tuán)隊。獲國家自然科學(xué)基金委杰出青年項目資助，為中國電子學(xué)會高級會員、IEEE高級會員，擔(dān)任GF電磁兼容及防護(hù)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(guān)現(xiàn)狀6
132國內(nèi)相關(guān)現(xiàn)狀7
14石墨烯的制備7
141機(jī)械剝離法 8
142外延生長法 9
143氧化還原法10
144化學(xué)氣相沉積法11
15石墨烯的轉(zhuǎn)移13
151濕法轉(zhuǎn)移13
152卷對卷轉(zhuǎn)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(xiàn)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(xué)特性33
221石墨烯的電子結(jié)構(gòu)33
222多層石墨烯的能帶結(jié)構(gòu)36
223缺陷和邊緣的影響39
23石墨烯的光學(xué)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(dǎo)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(diào)控方式54
251偏置電壓調(diào)控54
252電解質(zhì)增強(qiáng)調(diào)控54
253量子點調(diào)控56
參考文獻(xiàn)56
第3章 太赫茲應(yīng)用63
31石墨烯表面波應(yīng)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(guān)87
32石墨烯空間波應(yīng)用93
321石墨烯對空間波的調(diào)控機(jī)理93
322石墨烯可調(diào)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(gòu)超表面110
325石墨烯反射幅度調(diào)制器113
326石墨烯太赫茲波束掃描天線114
33石墨烯導(dǎo)行波應(yīng)用121
331石墨烯對波導(dǎo)的調(diào)控機(jī)理122
332石墨烯電致吸收調(diào)制器125
333局域等離增強(qiáng)電光調(diào)制器130
34國內(nèi)外前沿實驗進(jìn)展137
341石墨烯太赫茲調(diào)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(xiàn)144
第4章 微波、毫米波靜態(tài)電阻膜應(yīng)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(dǎo)率石墨烯膜毫米波陣列天線158
44石墨烯無線應(yīng)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(shè)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(shè)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(yīng)191
492超寬帶吸波器的結(jié)構(gòu)及性能195
493超寬帶吸波機(jī)理分析200
494樣品加工過程及測試結(jié)果204
410國內(nèi)外前沿實驗進(jìn)展208
4101基于石墨烯電容的寬帶可調(diào)雷達(dá)吸波器208
4102基于石墨烯電容的幅頻雙控雷達(dá)吸波器210
4103柔性石墨烯微帶貼片天線211
4104多�？芍貥�(gòu)微帶天線212
4105基于石墨烯的超寬帶天線213
參考文獻(xiàn)213
第5章 微波、毫米波可調(diào)電阻膜應(yīng)用218
51表面電導(dǎo)率/電阻可調(diào)特性218
52石墨烯可調(diào)SIW衰減器219
521可調(diào)SIW衰減器的理論219
522樣品加工及測試結(jié)果227
53石墨烯可調(diào)微帶線衰減器229
531可調(diào)微帶線衰減器理論229
532樣品加工和測量結(jié)果237
54石墨烯CPW衰減器和槽線衰減器241
541可調(diào)CPW衰減器的理論分析241
542可調(diào)槽線衰減器的理論分析245
543樣品加工和測量結(jié)果247
55石墨烯可調(diào)耦合線衰減器251
551基于石墨烯的可調(diào)耦合線衰減器的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的間隙的理論分析256
554基于石墨烯“三明治”結(jié)構(gòu)的耦合微帶線衰減器的設(shè)計259
555樣品測量結(jié)果261
56石墨烯寬帶可調(diào)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(yīng)用271
571石墨烯微帶衰減器271
572增益可調(diào)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(diào)SSPP器件278
581基于SSPP衰減、放大的一體化器件的設(shè)計278
582仿真和實驗結(jié)果290
59石墨烯/金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的微波波前動態(tài)調(diào)控292
591編碼單元的設(shè)計293
592基于石墨烯/金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的二進(jìn)制編碼單元應(yīng)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(shè)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(jié)構(gòu)超薄動態(tài)可調(diào)吸波器316
5111石墨烯“三明治”結(jié)構(gòu)及其動態(tài)可調(diào)機(jī)理316
5112吸波器模型設(shè)計及仿真結(jié)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(jié)果327
512石墨烯可調(diào)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(shè)計332
5123設(shè)計模型在其他頻段的適用性334
5124可調(diào)傳輸窗口的實現(xiàn)335
5125實驗驗證338
513可調(diào)寬帶吸波器342
5131寬帶吸波器的設(shè)計原理342
5132寬帶吸波器的可調(diào)性346
5133低方阻可調(diào)的石墨烯的設(shè)計與測試347
5134可調(diào)寬帶吸波器的加工測試348
514石墨烯柔性可調(diào)SSPP波導(dǎo)衰減器349
5141柔性可調(diào)SSPP波導(dǎo)衰減器的理論分析350
5142樣品加工和測量結(jié)果358
515國內(nèi)外前沿實驗進(jìn)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(diào)濾波衰減器361
5153基于少層石墨烯薄片的電壓控制可調(diào)衰減器363
5154石墨烯的毫米波波束可重構(gòu)天線364
5155基于少層石墨烯的電壓控制可調(diào)諧平面天線367
5156基于少層石墨烯的電壓控制可調(diào)諧移相器368
5157基于石墨烯納米片的共面波導(dǎo)可調(diào)衰減器369
參考文獻(xiàn)372
第6章 應(yīng)用前景展望380
61全球石墨烯產(chǎn)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(yīng)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(jié)語398
參考文獻(xiàn)399
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