成果简介
具有光学透明性的动态可调柔性元表面在隐身、电磁传感和伪装等方面具有重要作用，同时还能保持连续的光学观测和通信。本文，兰州理工大学张富龙等研究人员在《ADVANCED MATERIALS TECHNOLOGIES》期刊发表名为“Graphene-Based Flexible Optically Transparent Dual-Tunable Metasurface”的论文，研究基于图案化石墨烯夹层结构设计了一种双调谐石墨烯基元表面，显示出独立的反射幅度和共振频率动态控制、优异的光学透明性和出色的柔性。
模拟和测量结果均表明，通过向石墨烯层施加偏置电压，可以从12和24.8GHz 的双波段吸收过渡到10至25.7 GHz 的宽波段吸收，并且在每种情况下，吸收振幅平均可在-5 至 -15 dB 之间进行动态独立调整。最后，还提供了感应电场和表面电流的分布以及等效电路模型，以说明可调电磁吸收机制。据推测，所设计的元表面在电磁调谐和电磁隐身领域具有潜在的应用前景。
图文导读
图1、基于石墨烯的超表面示意图
图2、模拟超表面不同薄层电阻下的反射系数
图3、图案化石墨烯层在双波段吸收下的感应电场分布
图4、a） 超表面模型。b） 应用电压图。
图5、a） 自由空间法测量装置的照片。b） U的实验和模拟反射系数s0 V 和 UPS0–8 V。c） U 的实验和模拟反射系数PS0 V 和 Us0–4 V。d） U 的实验和模拟反射系数PS8 V 和 Us0–4 V。
图6、a)Ups和Us在 0 V 电压下不同入射角的实验和模拟反射系数 b)Ups在 8 V 电压下不同入射角的实验和模拟反射系数，Us在 0 V 电压下不同入射角的实验和模拟反射系数。
小结
综上所述，作者设计出了一种基于石墨烯的双可调谐元表面，它具有独立的反射幅度和共振频率动态控制、出色的光学透明性和出色的灵活性。该元表面可实现从 12 和 24.8 GHz 双波段吸收到 10 至 25.7 GHz 宽波段吸收的过渡。通过在石墨烯层上施加偏置电压，可在每种情况下动态、独立地调整平均-5 至-15 dB 的吸收幅度。最后，我们提供了诱导电场和表面电流的分布以及等效电路模型，以说明可调电磁吸收机制。我们推测所设计的元表面在电磁调谐和电磁隐身领域具有潜在的应用前景。
文献：https://doi.org/10.1002/admt.202301911
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