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专利号: 2024101181953
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于石墨烯的太赫兹多功能超表面器件,其特征在于,所述多功能超表面器件由呈周期性排布的多个矩形超表面单元组成;每个所述超表面单元包括至下而上设置的底层金属反射层、中间介质层和顶层图案层;所述顶层图案层包括两个金属条和一个L形石墨烯薄膜层;两个所述金属条呈L形设置,且共同与所述石墨烯薄膜层构成呈矩形的所述顶层图案层;

其中,当线极化的太赫兹波竖直入射到超表面器件时,通过对所述石墨烯薄膜层施加电压调节石墨烯的费米能级,使所述石墨烯薄膜层和所述金属条产生电偶极子共振,且所述金属条与所述底层金属反射层产生电偶极子共振,使所述金属条与入射电磁波产生强耦合,实现对入射太赫兹波的高效吸收以及高效的极化转换。

2.根据权利要求1所述的器件,其特征在于,所述底层金属反射层的材料包括金,厚度为0.3~0.5μm。

3.根据权利要求1所述的器件,其特征在于,所述中间介质层的材料包括聚酰亚胺(PI),其厚度为8‑12μm。

4.根据权利要求1所述的器件,其特征在于,所述石墨烯薄膜层包括单层石墨烯,其厚度为1nm。

5.根据权利要求1所述的器件,其特征在于,所述石墨烯薄膜层呈L形,其长边和短边尺寸相等;其中,所述石墨烯薄膜层的边长为

20μm,宽度为2‑4μm。

6.根据权利要求1所述的器件,其特征在于,所述超表面单元周期长度为20μm。

7.根据权利要求1所述的器件,其特征在于,所述金属条的厚度为0.3‑0.5μm,长度为13‑15μm,宽度为2μm。

8.根据权利要求1所述的器件,其特征在于,所述超表面器件的吸收率表示为A=1‑R‑T,其中,R表示反射率,T表示透射率。

9.根据权利要求1所述的器件,其特征在于,所述超表面器件的极化转换率表示为 其中,Ryy为共极化反射系数,Rxy为交叉极化反射系数。