【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電磁波吸收和新型人工電磁材料，特別涉及一種基于石墨烯的寬帶超材料吸波器及其制備方法。
技術介紹
1、超材料吸波器因其具有設計的靈活性和優異的吸波性能在電磁波吸收領域展現出了巨大的潛力，然而，超材料吸波器在實際應用中仍面臨一些挑戰。比如許多超材料吸波器具有窄帶吸收特性，即它們只能在特定頻率范圍內有效工作。為了實現寬帶吸收，現有技術通過多層結構、分形結構以及電阻油墨等方法來實現寬帶吸收，但隨著帶寬的增加，吸波器結構復雜性變大、精度變低以及加工成本變高等問題也隨之而來。因此，我們需要在盡可能不影響吸收帶寬的前提下簡化吸波器的結構，來解決其結構復雜性大及加工成本高等問題。
2、石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化軌道形成的單層二維蜂窩狀晶格結構，具有優異的電學、熱學和機械性能。因此，石墨烯在超材料吸波器的制作中扮演著非常重要的角色。常見的石墨烯制備方法有機械剝離法、氧化還原法以及化學氣相沉積法等。采用機械剝離的方法在理論上可以制備出質量高，晶體結構完整的石墨烯。但是得到的石墨烯的尺寸一般在微米量級，產量低且不適合大規模生產。氧化還原法工藝簡單，適合大規模生產，但是還原過程中難以完全去除氧官能團，石墨烯質量可能受影響。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種基于石墨烯的寬帶超材料吸波器及其制備方法，在較大寬帶范圍內實現了高頻吸收，提高對單元結構等效電容的調控能力，具有低通高阻的效果，在雷達隱身、反電磁干擾等領域具有廣闊的應用前景。
2、為實現上述目的
3、優選的，所述金屬頻率選擇表面包括環形金屬以及貼片電阻，所述環形金屬與所述上層介質層的凹槽外邊緣重合，所述環形金屬的內部中空設置為圓形。
4、優選的，所述貼片電阻設置有四個，四個所述貼片電阻均勻的嵌于所述環形金屬上。
5、優選的，所述上層介質層的凹槽的截面為方形，所述凹槽的高度小于所述上層介質層的高度。
6、優選的，所述上層介質層與所述下層介質層的材質相同，均采用聚對苯二甲酸乙二醇酯。
7、優選的，所述金屬基底采用銅基底。
8、本專利技術還提供了一種基于石墨烯的寬帶超材料吸波器的制備方法，具有以下步驟：
9、s1、將所述金屬基底通過磁控濺射技術濺射于所述下層介質層的下方；
10、s2、采用激光刻蝕工藝對所述上層介質層進行凹槽刻蝕工作，利用磁控濺射技術將金屬濺射于所述上層介質層的凹槽內部；
11、s3、利用激光刻蝕工藝將金屬刻蝕成為所述環形金屬，將所述貼片電阻嵌于所述環形金屬上，形成所述金屬頻率選擇表面；
12、s4、在所述下層介質層的上方以及所述上層介質層的下方采用化學氣相沉積法制備所述石墨烯層。
13、因此，本專利技術采用上述的一種基于石墨烯的寬帶超材料吸波器及其制備方法，其有益效果為：
14、1、本專利技術通過將貼片電阻與金屬頻率選擇表面相結合以及改變金屬頻率選擇表面與介質層的位置關系等方法，在較大寬帶范圍內實現了高頻吸收；此專利技術在傳統吸波器結構的基礎上，將貼片電阻鑲嵌在金屬頻率選擇表面內，并通過改變表面結構的形狀尺寸和貼片電阻的阻值大小來實現寬頻帶內的阻抗匹配；且其金屬頻率選擇表面不在介質層上方，而是嵌入到相鄰介質內部，這樣的結構可以提高對單元結構等效電容的調控能力；因此，本專利技術結構更加簡單新穎，加工成本較低。
15、2、本專利技術采用化學氣相沉積法可以大面積制備高質量石墨烯，適合工業化生產；而且利用磁控濺射技術將銅薄膜覆蓋在pet介質上，使薄膜具有具有的高質量、高精確度、高材料利用率等優點；通過激光蝕刻技術具有的精度高、靈活性強、適用材料廣、速度快、圖案復雜度高、自動化程度高和環保等優點，將其應用于圖案化的加工，能夠高效、準確地加工復雜圖案。
16、下面通過附圖和實施例，對本專利技術的技術方案做進一步的詳細描述。
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1.一種基于石墨烯的寬帶超材料吸波器，其特征在于，包括若干單元結構，所述單元結構設置有五層，從上往下依次是金屬頻率選擇表面、上層介質層、石墨烯層、下層介質層以及金屬基底；所述金屬頻率選擇表面設置在所述上層介質層的凹槽內。
2.根據權利要求1所述的一種基于石墨烯的寬帶超材料吸波器，其特征在于，所述金屬頻率選擇表面包括環形金屬以及貼片電阻，所述環形金屬與所述上層介質層的凹槽外邊緣重合，所述環形金屬的內部中空設置為圓形。
3.根據權利要求2所述的一種基于石墨烯的寬帶超材料吸波器，其特征在于，所述貼片電阻設置有四個，四個所述貼片電阻均勻的嵌于所述環形金屬上。
4.根據權利要求1所述的一種基于石墨烯的寬帶超材料吸波器，其特征在于，所述上層介質層的凹槽的截面為方形，所述凹槽的高度小于所述上層介質層的高度。
5.根據權利要求1所述的一種基于石墨烯的寬帶超材料吸波器，其特征在于，所述上層介質層與所述下層介質層的材質相同，均采用聚對苯二甲酸乙二醇酯。
6.根據權利要求1所述的一種基于石墨烯的寬帶超材料吸波器，其特征在于，所述金屬基底采用銅
7.一種如權利要求1～6任一項所述的基于石墨烯的寬帶超材料吸波器的制備方法，其特征在于，具有以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種基于石墨烯的寬帶超材料吸波器，其特征在于，包括若干單元結構，所述單元結構設置有五層，從上往下依次是金屬頻率選擇表面、上層介質層、石墨烯層、下層介質層以及金屬基底；所述金屬頻率選擇表面設置在所述上層介質層的凹槽內。
2.根據權利要求1所述的一種基于石墨烯的寬帶超材料吸波器，其特征在于，所述金屬頻率選擇表面包括環形金屬以及貼片電阻，所述環形金屬與所述上層介質層的凹槽外邊緣重合，所述環形金屬的內部中空設置為圓形。
3.根據權利要求2所述的一種基于石墨烯的寬帶超材料吸波器，其特征在于，所述貼片電阻設置有四個，四個所述貼片電阻均勻...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳寶君，鞠艷杰，焦田宇，王華杰，
申請(專利權)人：大連交通大學，
類型：發明
國別省市：
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