前言

石墨烯是一種新型二維材料，自2004年被發現以來，其各方面的優異性能一直為科學界所矚目。基于石墨烯的透明導電薄膜、柔性觸摸屏、傳感器、光電探測器、儲能器件等各種應用層出不窮。不論是單獨的石墨烯或是與其他材料混合成的復合材料和結構，均表現出優異的特性；此外其形態比較靈活，既可以與傳統的硅基平面集成電路兼容，又可以作為復合涂料、溶劑等材料使用，所以應用前景十分廣闊。石墨烯的構成成分為碳，是地球上來源廣泛的原料，不僅成本低，而且綠色環保。

研究表明，石墨烯的電磁特性同樣優異。從微波、毫米波到太赫茲、紅外等頻段，石墨烯都具有動態可調特性，是傳統電磁材料所不具備的；尤其在太赫茲頻段，石墨烯不僅能支持表面等離子體波的傳輸，還具有非常強的束縛性，彌補了傳統貴金屬如金、銀、銅等的不足。基于以上優異的電磁性能，石墨烯有望從微波到紅外及可見光波段，都具有極高的應用價值和前景。美國、歐盟、韓國、日本等相繼布局，投入巨資開展石墨烯材料的制備和應用研究。早期對石墨烯的研究更多是在太赫茲及更高的頻段開展，而在微波、毫米波段的研究較少。這主要是因為早期受限于石墨烯材料的制備工藝水平，很難對石墨烯在微波、毫米波段的電磁特性開展實驗研究，同時也缺少在微波、毫米波段的準確電磁模型。近幾年，隨著石墨烯制備工藝水平的進展，以及石墨烯電磁模型的建立，石墨烯在微波、毫米波領域的理論和實驗研究取得了很大進展。

本書主要以作者及其所在團隊近十年來在石墨烯電磁領域的研究進展為主要內容，力圖較為系統地介紹石墨烯電磁特性及應用基礎的研究現狀。書中內容包括石墨烯的電磁建模、電磁特性理論與實驗研究；石墨烯在紅外及太赫茲頻段對表面等離激元波的束縛、傳播、調控及其應用；可調微波器件，如衰減器、功分器、移相器、天線、吸波器等的理論與實驗研究進展。通過本書，作者希望能給讀者帶來啟示，并對相關科研人員起到拋磚引玉的作用，進而對我國石墨烯的科學研究和實際應用起到一點推動作用。本書可供高等院校材料、物理和信息等專業高年級本科生、研究生及研究院所科研人員參考和閱讀。由于作者水平有限，加之時間倉促，書中不妥或疏漏之處在所難免，敬請專家和讀者批評指正。

陸衛兵

2021年11月